NYIRAGONGO

1. Édifice volcanique et champ de lave

Le Nyiragongo (3470 m d’altitude) est, par sa forme, un stratovolcan. Il est situé dans la partie ouest de la province volcanique des Virunga (Nord-Kivu, R.D. Congo), dans la dépression de la branche ouest du Rift est-africain. Le principal édifice volcanique est composé d’un cratère central de 1,3 km de large entouré de deux principaux cônes adventifs ; Baruta sur le flanc nord et Shaheru sur le flanc sud.

Le champ volcanique du Nyiragongo est entouré par les champs volcaniques du Nyamulagira (au nord et à l’ouest), les volcans Karisimbi et Mikeno (à l’est), et par le lac Kivu sur son versant sud (Fig. 1). Le champ volcanique du Nyiragongo s’étend également vers le sud, dans le bassin nord du lac Kivu (Ross et al., 2014). A la surface du sol, le champ volcanique est caractérisé par plusieurs cônes magmatiques et phréatomagmatiques et, dans sa partie nord, par l’édifice volcanique principal.

Figure 1 : Carte de localisation du champ de lave du Nyiragongo. (a) Carte montrant l'emplacement de la province volcanique des Virunga (triangle rouge) en Afrique orientale. Les linéaments noirs représentent les principaux escarpements de faille du système de rift est-africain. (b) Localisation du Nyiragongo (triangle rouge) et de son champ de lave dans la province volcanique des Virunga. La surface rouge clair sur la carte est le champ volcanique des Virunga. La zone rouge la plus intense est le champ de lave du Nyiragongo. Les triangles noirs représentent les 7 autres principaux édifices volcaniques des Virunga. L'image de fond est une image de pente dérivée du DEM SRTM-1 (NGA/NASA ; Farr et al., 2007). Dans cette image de fond, plus la zone est sombre, plus les pentes sont raides.

Le cratère principal du Nyiragongo est caractérisé par des plates-formes attachées à ses flancs intérieurs, qui correspondent aux niveaux des anciens lacs de lave atteints avant les éruptions de flanc de 1977 et 2002 (Fig. 2). La plate-forme supérieure P1 est le niveau le plus élevé du lac de lave atteint en avril 1972 (Tazieff, 1975 ; Le Guern, 1987 ; Durieux, 2004). La plate-forme P2, qui est la plus grande plate-forme du cratère, représente le dernier niveau atteint par le lac de lave en décembre 1995 (Tedesco, 2004 ; Durieux, 2004) jusqu’à son drainage en 2002. P2 est située à ~230 m sous le bord du cratère. La plate-forme P3 correspond au fond du cratère où se trouve le lac de lave. Il se caractérise par des pentes douces inclinées vers l’extérieur entourant la fosse où se trouve le lac de lave.

Figure 2 : Carte du cratère principal du Nyiragongo en septembre 2011. Modifiée d'après Smets et al. (2016).

2. Système de plomberie magmatique

(Texte de Smets, 2016)

Le système magmatique du Nyiragongo reste peu contraint. Le meilleur modèle actuellement pour le système de plomberie magmatique du Nyiragongo est composé de deux chambres crustales situées à des profondeurs de 10-14 km et 1-4 km sous l’édifice principal, alimentées par une source mantellique profonde de 80-150 km (Fig. 3 ; Tanaka, 1983 ; Demant et al., 1994 ; Platz, 2002 ; Platz et al., 2004 ; Chakrabarti et al., 2009). La chambre magmatique peu profonde est probablement directement reliée au lac de lave situé dans le cratère principal, expliquant la persistance de l’activité du lac de lave. Les résultats des récentes études sismiques et de déformation du sol de l’éruption du Nyiragongo 2002 sont cohérents avec ce modèle à 2 chambres (Shuler et al., 2009 ; Wauthier et al., 2012).

Figure 3 : Profil topographique W-E traversant le cratère principal du Nyiragongo, complété par un croquis du système magmatique présumé du Nyiragongo (pas à l'échelle).

3. Activité éruptive

L’activité éruptive du Nyiragongo au cours des 120 dernières années a été caractérisée par une activité intracratérale, qui a été interrompue par deux éruptions effusives du flanc, en 1977 et 2002.

Sur la base des observations existantes, deux types d’activité intracratérale peuvent être définis : l’activité persistante des lacs de lave et l’activité intracratérale éphémère. Les lacs de lave persistants (Fig. 4) se développent lorsqu’un conduit ouvert permet le développement d’un flux bidirectionnel de magma contrôlé par des contrastes de densité, entre le cratère et une chambre magmatique peu profonde (Oppenheimer et al., 2009). Ce fut le cas durant la période 1928-1977 et représente aujourd’hui l’activité éruptive du Nyiragongo depuis 2002 (Durieux, 2004). En revanche, lorsque l’apport de magma en profondeur n’est pas soutenu ou pas assez fort pour alimenter et maintenir un lac de lave en fusion, un bassin de lave éphémère se développe. Une telle activité éruptive peut durer quelques mois. Dans ce cas, la surface du lac de lave se solidifie progressivement, dès que les fontaines de lave s’arrêtent. Pendant les périodes d’activité de renouvellement, des cônes de projections peuvent se développer sur le lac de lave incrusté et émettre des coulées de lave qui remplissent progressivement le cratère principal. Ce deuxième type d’activité intracratérale s’est produit dans le cratère principal du Nyiragongo en 1982 et 1994-1995.

Figure 4 : Photo du lac de lave du Nyiragongo lors d'un débordement, en septembre 2011. Photo © B. Smets, 2011. (Des photos supplémentaires du lac de lave du Nyiragongo sont disponibles ici)

Les éruptions de flanc de 1977 et 2002 présentent des similitudes en termes de caractéristiques (c. Comme rapporté par Komorowski et al. (2004), Tedesco et al. (2007) et Wauthier et al. (2012) pour l’éruption de 2002, l’activité sismique, la géochimie de la lave et les études de déformation du sol suggèrent que ces événements de flanc résultent d’une crise magmato-tectonique impliquant des séismes tectoniques régionaux et une injection profonde de dyke capable de déstabiliser le système magmatique supérieur et de fissurer l’édifice principal le long de l’orientation liée au rift N-S. Au cours des éruptions de 1977 et de 2002, et probablement lors d’autres éruptions de flanc, le système de plomberie magmatique supérieur a été vidé, drainant le conduit de magma supérieur dans l’édifice principal et le lac de lave dans le cratère principal.

Les éruptions de flanc de 1977 et 2002 ont provoqué des coulées de lave longues et très rapides, qui provenaient de fissures éruptives sur les flancs du volcan. Les événements de 1977 et de 2002 ont fait des victimes et d’énormes dégâts dans la région de Goma. En janvier 2002, 100 à 150 personnes ont été tuées, plus de 100 000 personnes sont devenues sans abri et au moins 10 % de la ville de Goma a été détruite par des laves (Allard et al., 2002 ; Baxter et Ancia, 2002 ; Halbwachs et al. , 2002 ; Tedesco et al., 2002). Cette éruption a eu un énorme impact humanitaire et économique, qui a touché toute la région des Grands Lacs.

4. Activité éruptive actuelle

Les éruptions de flanc de 1977 et 2002 présentent des similitudes en termes de caractéristiques (c. Comme rapporté par Komorowski et al. (2004), Tedesco et al. (2007) et Wauthier et al. (2012) pour l’éruption de 2002, l’activité sismique, la géochimie de la lave et les études de déformation du sol suggèrent que ces événements de flanc résultent d’une crise magmato-tectonique impliquant des séismes tectoniques régionaux et une injection profonde de dyke capable de déstabiliser le système magmatique supérieur et de fissurer l’édifice principal le long de l’orientation liée au rift N-S. Au cours des éruptions de 1977 et de 2002, et probablement lors d’autres éruptions de flanc, le système de plomberie magmatique supérieur a été vidé, drainant le conduit de magma supérieur dans l’édifice principal et le lac de lave dans le cratère principal.

Les éruptions de flanc de 1977 et 2002 ont provoqué des coulées de lave longues et très rapides, qui provenaient de fissures éruptives sur les flancs du volcan. Les événements de 1977 et de 2002 ont fait des victimes et d’énormes dégâts dans la région de Goma. En janvier 2002, 100 à 150 personnes ont été tuées, plus de 100 000 personnes sont devenues sans abri et au moins 10 % de la ville de Goma a été détruite par des laves (Allard et al., 2002 ; Baxter et Ancia, 2002 ; Halbwachs et al. , 2002 ; Tedesco et al., 2002). Cette éruption a eu un énorme impact humanitaire et économique, qui a touché toute la région des Grands Lacs.

Figure 5 : Photo de P3 et du lac de lave, le 3 avril 2016, montrant le nouvel évent éruptif situé à l'extrémité est de P3. Les laves sortant de ce nouvel évent ont rempli P3 et ont commencé à couler dans le lac de lave. Photo (c) D. Cloquet, avril 2016.

Entre le 29 février et le 2 mars 2016, le niveau moyen du lac de lave est revenu à une distance plus proche de P3 et un nouvel évent est apparu à l’est de P3, au pied de la falaise séparant P2 de P3. En quelques semaines, la lave s’échappant du nouvel évent a entièrement recouvert P3 et les laves ont commencé à couler dans le lac de lave (Fig. 5). Les coulées de lave se sont arrêtées en mai 2016, mais une lueur rouge était encore visible la nuit au niveau du nouvel évent. Selon l’observatoire du volcan de Goma (GVO), de nouvelles coulées de lave s’échappant de l’évent sont apparues à partir du 17 août 2016.

5. Références citées

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