Initial results from a hydroacoustic network to monitor submarine lava flows near Mayotte Island

Other titles Premiers résultats d’un réseau hydroacoustique pour surveiller les coulées de lave sous-marines près de l’île de Mayotte
Type Article
Date 2022
Language English
Author(s) Bazin Sara6, Royer Jean-Yves6, Dubost Flavie2, Paquet Fabien3, Loubrieu Benoit1, Lavayssiere Aude4, Deplus Christine4, Feuillet Nathalie4, Jacques Eric4, Rinnert EmmanuelORCID1, Thinon Isabelle3, Lebas Elodie4, Pierre Delphine1, Retailleau Lise5, Saurel Jean-Marie4, Sukhovich Alexey6, Bonnet Robin1
Affiliation(s) 1 : Université Brest, CNRS, Ifremer, UMR6538 Geo-Ocean, 29280 PLOUZANÉ, France
2 : ENSTA Bretagne, 2 Rue Francois Verny, F-29806 Brest 09, France.
3 : BRGM, 3 avenue Claude-Guillemin, BP 36009, 45060 ORLÉANS Cedex 2, France
4 : Université de Paris, Institut de Physique du Globe de Paris, CNRS, 1 rue Jussieu, 75005 PARIS, France
5 : Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise, Institut de Physique du Globe de Paris, 14 RN3 - Km27, 97418 LA PLAINE DES CAFRES, Réunion, France
6 : Université Brest, CNRS, Ifremer, UMR6538 Geo-Ocean, 29280 PLOUZANÉ, France
Source Comptes Rendus Geoscience (1631-0713) (Acad Sciences), 2022 , Vol. 354 , N. SI2 , P. 257-273
DOI 10.5802/crgeos.119
WOS© Times Cited 2
Note Article du numéro thématique : The Mayotte seismo-volcanic crisis of 2018-2021 in the Comoros archipelago (Mozambique channel) / La crise sismo-volcanique de 2018-2021 de Mayotte dans l’archipel des Comores (Canal du Mozambique)]
Mot-Clé(s) Volcan sous-marin, Hydroacoustique, Coulée de lave, Surveillance sismo-volcanique, Géophysique.
French abstract

En 2019, un nouveau volcan sous-marin a été découvert par 3500 m de profondeur, à 50 km à l’est de l’île de Mayotte dans la partie Nord du Canal du Mozambique. Le RÉseau de surveillance VOlcanologique et SIsmologique de MAyotte (REVOSIMA) a été mis en place pour surveiller l’activité sous-marine de ce nouveau volcan ainsi que l’intense crise sismique qui a débuté en Mai 2018 et qui est toujours en cours. Dans ce cadre, quatre mouillages équipés d’hydrophones ont été déployés en octobre 2020 autour du volcan, à la profondeur du canal SOFAR. L’objectif est, entre autres, d’enregistrer les sons générés par l’activité volcanique sous-marine, notamment par l’éruption de coulées de lave. Plusieurs sources d’ondes hydroacoustiques ont été identifiées pendant la première année d’écoute : séismes, glissements de terrain sous-marins, cris de mammifères marins de différentes espèces et bruit anthropogénique. Parmi ces sons, des signaux impulsionnels ont retenu notre attention. Nous les associons à des formations de vapeur liées à l’épanchement de coulées volcaniques. L’analyse préliminaire de ces signaux (10 jours répartis sur la première année, dont 24 h dépouillées finement) révèle que la forte activité éruptive observée à 10 km au NW du nouveau volcan au début de la surveillance hydroacoustique a fortement diminué pendant la première année d’enregistrement. Une détection systématique robuste de ces signaux offrirait la possibilité de dater et localiser l’activité éruptive, en l’absence de levés bathymétriques et d’imagerie répétée de la zone active.

Keyword(s) Underwater volcano, Hydroacoustic, Submarine lava flow, Seismo-volcanic monitoring, Geophysics
Abstract

In 2019, a new underwater volcano was discovered at 3500 m below sea level (b.s.l.), 50 km east ofMayotte Island in the northern part of theMozambique Channel. In January 2021, the submarine eruption was still going on and the volcanic activity, along with the intense seismicity that accompanies this crisis, was monitored by the recently created REVOSIMA (MAyotte VOlcano and Seismic Monitoring) network. In this framework, four hydrophones were moored in the SOFAR channel in October 2020. Surrounding the volcano, they monitor sounds generated by the volcanic activity and the lava flows. The first year of hydroacoustic data evidenced many earthquakes, underwater landslides, large marine mammal calls, along with anthropogenic noise. Of particular interest are impulsive signals that we relate to steam bursts during lava flow emplacement. A preliminary analysis of these impulsive signals (ten days in a year, and only one day in full detail) reveals that lava emplacementwas active when our monitoring started, but faded out during the first year of the experiment. A systematic and robust detection of these specific signalswould hence contribute to monitor active submarine eruptions in the absence of seafloor deep-towimaging or swath-bathymetry surveys of the active area.

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Bazin Sara, Royer Jean-Yves, Dubost Flavie, Paquet Fabien, Loubrieu Benoit, Lavayssiere Aude, Deplus Christine, Feuillet Nathalie, Jacques Eric, Rinnert Emmanuel, Thinon Isabelle, Lebas Elodie, Pierre Delphine, Retailleau Lise, Saurel Jean-Marie, Sukhovich Alexey, Bonnet Robin (2022). Initial results from a hydroacoustic network to monitor submarine lava flows near Mayotte Island. Comptes Rendus Geoscience, 354(SI2), 257-273. Publisher's official version : https://doi.org/10.5802/crgeos.119 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00825/93691/