L’architecture du système d’alimentation magmatique des volcans des Petites Antilles révélée par l’analyse des éléments volatils

La subduction1  des lithosphères océaniques au sein du manteau représente l’un des mécanismes les plus importants de la dynamique terrestre. L’arrivée de matériel chargé en éléments volatils (H2O et CO2, Cl) va fortement influencer la chimie du manteau supérieur et faciliter la génération de magma. Ces éléments vont ensuite être relâchés en surface lors des éruptions volcaniques, impactant la composition de l’atmosphère. L’étude de leur transit à travers la croûte est donc essentielle pour mieux appréhender la genèse, le transport et le stockage du magma avant son éruption, mais également l’impact des volcans sur le climat.

Via l’analyse extensive d’inclusions vitreuses2  piégées dans les cristaux récoltés dans des roches volcaniques différenciées, une équipe impliquant des scientifiques du CNRS-INSU (voir encadré), a ainsi pu déterminer avec précision l’architecture des systèmes d’alimentation magmatiques le long de l’arc volcanique actif des Petites Antilles. Pour la première fois, l’analyse extrêmement fine de la composition en éléments majeurs, traces et volatils (H2O, CO2, S, F, Cl, Br) de roches volcaniques représentatives de l’activité récente (<50 000 ans), dévoile la présence récurrente d’un système d’alimentation magmatique transcrustal3  sous chaque volcan, avec notamment l’existence de plusieurs zones d’accumulation de magma plus ou moins différenciées. La discontinuité existante entre les croûtes supérieure et moyenne représenterait d’ailleurs une zone de stockage majeure, présente sous la plupart des îles des Petites Antilles.

Ce nouvel aperçu géochimique du système magmatique révèle donc une plus grande complexité que celui obtenu habituellement par les données sismiques. De plus, les résultats montrent les variations rapides de la composition des magmas le long de l’arc, en lien avec la contamination par les fluides apportés dans la zone de subduction. Ces données seront également utilisées pour établir des bilans de dégazage afin de discuter de l’impact des émissions volcaniques sur le climat.

• 1Glissement des plaques l’une sous l’autre
• 2Gouttelettes de magma piégées à l'intérieur de cristaux des roches magmatiques
• 3A travers la croute terrestre