Drilling in the Lesser Antilles will improve assessment of risks related to volcano instability / Des forages aux Antilles pour mieux évaluer les risques liés à l'instabilité des volcans

In English and French:

Press release

Paris - From March 3 to April 17 2012, an international team jointly led by Anne Le Friant, a CNRS researcher at the Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS / Université Paris Diderot / IPGP) and by Ozamu Ishizuka of the Geological Survey of Japan will embark on an oceanographic campaign in the Lesser Antilles. This initiative aims to better evaluate the risks associated with volcano flank instability, which can cause tsunamis. To achieve this, the scientists will drill around ten boreholes, which will be used to reconstruct the eruption history of the most active regions in the Antilles over the last million years. For the first time ever, core sampling will be carried out on a seabed covered with volcanic debris avalanche deposits.

The Lesser Antilles: a volcanic arc with multiple risks

The Lesser Antilles arc(1), which is directly related to the plate boundary between the Caribbean and North American plates, is made up of numerous volcanic edifices of which at least twelve have been active in the past 10,000 years. Montagne Pelée, in Martinique, and La Soufrière, in Guadeloupe, are among these volcanoes. Although magma compositions and eruption styles vary all along the arc, eruptions are usually explosive. Major landslides (also known as 'collapses'(2)) can occur on the flanks of volcanoes, causing potential tidal waves when the debris avalanche enters the sea. Scientists have previously shown that volcanoes in the Lesser Antilles have suffered at least 52 flank collapses, 15 of which took place in the last 12,000 years. Around Montserrat, no less than 75% of the products emitted by the ongoing eruption of the volcano have flowed into the sea.

Drilling offshore to reconstruct eruption history and understand the risks

During the new IODP(3) campaign, scheduled from March 3 to April 17 2012, the team plans to drill ten boreholes (130 – 500 meters deep), at strategic spots around three sites that are representative of the main volcanic processes in the Lesser Antilles arc: Montserrat, Martinique and Dominica. By analyzing marine core samples collected in 2002 off the Lesser Antilles, the scientists discovered a larger number of eruptions than had been inferred from surveys carried out on land only (where eruption deposits are sometimes hidden or eroded). In addition to sediments and layers of volcanic ash that can be used to trace the volcanoes' history, the drilling will for the first time make it possible to collect samples of debris avalanche deposits, in an area where the frequency of collapses appears greater than elsewhere.

The campaign's objective is to achieve the most detailed reconstruction possible of the eruption history of the Lesser Antilles volcanoes by documenting the volcanic construction and destruction cycles. In particular, the scientists will attempt to better define the nature of volcanism during the first stages of volcanic edifice construction (chemical composition, production rate, explosiveness, role of construction compared with destruction), as well as the processes characterizing eruption activity and its migration along the Lesser Antilles arc. The aim is also to better understand the processes at work in debris avalanches and sediment dispersion in the ocean environment. This information will help to improve assessment of the hazards related to volcanic activity in the region.

Notes:

1 - As opposed to the Greater Antilles, the Lesser Antilles is an archipelago made up of the southernmost islands in the Antilles, from the Anegada Trench to the north of the South American subcontinent. Guadeloupe and Martinique are part of the Lesser Antilles.
2 - The collapse is a result of various processes: injection of magma that fails to reach the surface, weakening of the flank by hydrothermal alteration, and fracture or overload caused by the edifice.
3 - The Integrated Ocean Drilling Program (IODP) is an ambitious project in which France, along with 17 other countries, plays a major part via the European ECORD consortium.

Contact information:
CNRS researcher
Anne Le Friant
T 01 83 95 76 36 l lefriant@ipgp.fr

CNRS press office
Priscilla Dacher
T 01 44 96 46 06 l priscilla.dacher@cnrs-dir.fr

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Communiqués de presse

Paris - Cap sur les Petites Antilles, du 3 mars au 17 avril 2012, pour l'équipe internationale co-dirigée par Anne Le Friant, chercheur CNRS à l'Institut de physique du Globe de Paris (CNRS / Université Paris Diderot / IPGP) et par Ozamu Ishizuka du Geological Survey of Japan. Cette campagne océanographique vise à mieux évaluer les risques associés aux instabilités de flanc de volcan, susceptibles de provoquer des tsunamis. Pour remplir cet objectif, les scientifiques réaliseront une dizaine de forages qui permettront de retracer l'histoire éruptive des zones les plus actives des Antilles durant le dernier million d'années. C'est la première fois que des carottages seront effectués dans des fonds marins recouverts par des dépôts d'avalanches de débris volcaniques.

Petites Antilles : un arc volcanique aux risques multiples

L'arc des Petites Antilles (1), directement lié à l'affrontement des plaques Caraïbes et Amérique du Nord, est constitué de nombreux édifices volcaniques dont douze, au moins, ont été actifs lors des 10 000 dernières années. La Montagne Pelée, en Martinique, et la Soufrière, en Guadeloupe font partie de ces volcans. Si, tout le long de l'arc, les compositions magmatiques et les styles éruptifs sont différents, les éruptions sont la plupart du temps explosives. De grands glissements (aussi appelés « déstabilisations » (2)) peuvent se produire sur les flancs des volcans, générant un risque de raz de marée lorsque les avalanches de débris arrivent en mer. Les scientifiques ont montré précédemment qu'au moins 52 instabilités de flanc s'étaient produites sur les volcans des Petites Antilles, dont au moins 15 durant les 12 000 dernières années. Autour de Montserrat, pas moins de 75 % des produits émis par le volcan actuellement en éruption se sont épanchés en mer.

Forer au large pour retracer l'histoire éruptive et comprendre les risques

Au cours de cette nouvelle campagne IODP (3), prévue du 3 mars au 17 avril 2012, l'équipe prévoit de réaliser dix forages (de 130 à 500 mètres), choisis stratégiquement autour de trois sites représentatifs des principaux processus volcaniques de l'arc antillais : Montserrat, la Martinique et la Dominique. Grâce aux analyses des carottes marines prélevées en 2002 au large des Petites Antilles, les scientifiques ont mis en évidence un nombre d'éruptions plus important que celui déduit des seules études effectuées sur la terre ferme (où les dépôts des éruptions sont parfois masqués ou érodés). En plus des sédiments et des niveaux de cendres volcaniques qui permettront d'accéder à l'histoire des volcans, les forages prélèveront, pour la première fois, les dépôts d'avalanches de débris, dans une zone où la fréquence des déstabilisations semble plus importante qu'ailleurs.

Cette campagne a pour objectif de reconstituer le plus finement possible l'histoire éruptive des volcans des Petites Antilles en documentant les cycles de construction et de destruction volcanique. Il s'agit notamment de mieux définir la nature du volcanisme durant les premiers stades de construction des édifices volcaniques (composition chimique, taux de production, explosivité, rôle de la construction par rapport aux processus de destruction) ainsi que les processus caractérisant l'activité éruptive et sa migration le long de l'arc antillais. Le but est également de mieux comprendre les processus à l'œuvre dans les avalanches de débris et la dispersion des sédiments en milieu océanique. Ces informations permettront de mieux évaluer les risques liés à l'activité volcanique dans cette région.

Notes :

(1) Par opposition aux Grandes Antilles, les Petites Antilles sont un archipel composé des îles les plus méridionales de l'arc antillais, depuis la fosse d'Anegada jusqu'au nord du sous-continent sud-américain. La Guadeloupe et la Martinique en font partie.
(2) Cette déstabilisation fait suite à différents processus : injection de magma qui n'atteint pas la surface, simple fragilisation du flanc par altération hydrothermale et fracturation ou surcharge provoquée par l'édifice.
(3) Le programme Integrated Ocean Drilling Program (IODP) est un ambitieux programme international de forage océanique au sein duquel la France est fortement impliquée, via le consortium européen ECORD, aux côtés de 17 autres pays.

Contacts :
Chercheur CNRS l Anne Le Friant l T 01 83 95 76 36 l lefriant@ipgp.fr
Presse CNRS l Priscilla Dacher l T 01 44 96 46 06 l priscilla.dacher@cnrs-dir.fr