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From prodigious volcanic degassing to caldera subsidence and quiescence at Ambrym (Vanuatu): the influence of regional tectonics

Authors :
Valérie Ballu
Marie Boichu
Yves Moussallam
Sandrine Cevuard
Raphaël Grandin
Dan Tari
Bernard Pelletier
Tara Shreve
Francisco Delgado
Martin Vallée
Pierre Lebellegard
Esline Garaebiti
Frédérique Leclerc
Nicolas Henriot
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-IPG PARIS-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Laboratoire d’Optique Atmosphérique - UMR 8518 (LOA)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Magmas et Volcans (LMV-ENSMSE)
École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-SPIN-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Magmas et Volcans (LMV)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut de Recherche pour le Développement et la société-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC)
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LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMRi 7266 (LIENSs)
Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Observatoire de la Côte d'Azur
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Géoazur (GEOAZUR 7329)
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COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
National Geographic grant number CP-122R-17
ANR-15-CE04-0003,VOLCPLUME,Les panaches volcaniques: emissions, chimie/transport et impact sur l'atmosphère et le climat(2015)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-SPIN-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE)
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LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs)
La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2019, 9, pp.18868. ⟨10.1038/s41598-019-55141-7⟩, Scientific Reports, 2019, 9, pp.18868. ⟨10.1038/s41598-019-55141-7⟩, Scientific Reports, Vol 9, Iss 1, Pp 1-13 (2019)
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

Eruptive activity shapes volcanic edifices. The formation of broad caldera depressions is often associated with major collapse events, emplacing conspicuous pyroclastic deposits. However, caldera subsidence may also proceed silently by magma withdrawal at depth, more difficult to detect. Ambrym, a basaltic volcanic island, hosts a 12-km wide caldera and several intensely-degassing lava lakes confined to intra-caldera cones. Using satellite remote sensing of deformation, gas emissions and thermal anomalies, combined with seismicity and ground observations, we show that in December 2018 an intra-caldera eruption at Ambrym preceded normal faulting with >2 m of associated uplift along the eastern rift zone and 2.5 m of caldera-wide subsidence. Deformation was caused by lateral migration of >0.4 cubic kilometers of magma into the rift zone, extinguishing the lava lakes, and feeding a submarine eruption in the rift edge. Recurring rifting episodes, favored by stress induced by the D’Entrecasteaux Ridge collision against the New Hebrides arc, lead to progressive subsidence of Ambrym’s caldera and concurrent draining of the lava lakes. Although counterintuitive, convergent margin systems can induce rift zone volcanism and subsequent caldera subsidence.

Details

Language :
English
ISSN :
20452322
Database :
OpenAIRE
Journal :
Scientific Reports, Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2019, 9, pp.18868. ⟨10.1038/s41598-019-55141-7⟩, Scientific Reports, 2019, 9, pp.18868. ⟨10.1038/s41598-019-55141-7⟩, Scientific Reports, Vol 9, Iss 1, Pp 1-13 (2019)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....732e207c3061f39d2329e4f35590b783
Full Text :
https://doi.org/10.1038/s41598-019-55141-7⟩