L'activité explosive des volcans siliciques reste énigmatique. Selon l'interprétations classique, une inflation volcanique est considérée comme précurseur d'une éruption imminente, provoquant le soulèvement de la surface du sol. Bien que ce raisonnement fonctionne bien pour de nombreux volcans, il n'explique pas ceux qui produisent d'énormes éruptions explosives sans montrer de signaux superficiels avant-coureurs, ni ceux qui montrent de forts signaux d'inflation pendant plusieurs années sans érupter. Dans cette thèse, j'ai utilisé les données InSAR pour calculer les déplacements de surface de deux volcans siliciques de la zone volcanique sud du Chili afin d'interpréter les processus associés en profondeur. Dans le cas de Laguna del Maule, nous observons un soulèvement de 2 mètres sur 10 ans. Nous avons ensuite utilisé un modèle mécanique 3D tenant compte d'un réservoir de type mush visco-élastique, combiné à l'inversion des données. Les résultats indiquent que ces déplacements peuvent être dûs à une intrusion magmatique n'ayant duré que quatre ans, tandis que les déplacements des six années suivantes sont expliqués par la relaxation du réservoir viscoélastique. Cette étude montre que l'inflation de volcans siliciques peut refléter un processus en deux étapes, d'alimentation d'une source profonde pendant de courtes périodes de temps, suivie d'une relaxation viscoélastique plus longue. Dans l'autre étude de l'éruption explosive de Cordon Caulle en 2011, l'analyse des données InSAR avant, pendant et après l'éruption indique que les sources de déformation pré et post éruptives ont une géométrie similaire. Ensuite, par des modèles mécaniques 3D, nous montrons qu'un facteur externe a pu déclencher l'éruption. Les déplacements lors de la phase explosive auraient été produits par un glissement dextre le long du système de failles Liquiñe-Ofqui. Cette étude montre que l'activité sismique peut déclencher une éruption explosive sans déplacement de surface précurseur. |
Understanding the explosive activity of silicic volcanoes remains enigmatic. According to classical interpretations, a volcanic inflation is considered as the precursor of an imminent eruption, causing uplift of the ground surface. Although this reasoning works well for many volcanoes, it does not explain those that can produce huge explosive eruptions without showing signs of precursory volcanic unrest, nor those that display large inflation signals for several years not leading to an eruption. In this thesis I used InSAR data to calculate surface displacements at two silicic volcanoes located in the Chilean Southern Volcanic Zone, to interpret the associated processes at depth. In the case of Laguna del Maule, we observed 2 meters of uplift over 10 years. Then we used a 3D mechanical model accounting for a visco-elastic mush reservoir, combined with data inversion. The results indicate that these displacements are explained by a magmatic intrusion that lasted for only four years, while the other six years of accumulated surface displacements are explained by the strain-rate dependency of the viscoelastic reservoir. Our study shows that inflation in silicic volcanoes does not necessarily produce an eruption, but can rather reflect a two stages process of deep source feeding for short periods of time followed by viscoelastic relaxation over longer times. In the study of the 2011 Cordon Caulle explosive eruption, we also analysed InSAR data prior, during and after the eruption. We found that the pre and post eruptive deformation sources display a similar shape. Then with 3D mechanical models, we found that an external factor to a magmatic injection must have triggered the eruption. The ground displacements observed during the explosive phase would have been produced by dextral slip motion along a branch of the north-trending Liquiñe-Ofqui Fault System. This study shows the potential of seismic activity to trigger an explosive eruption without precursory ground deformation. |