A two-magma chamber model as a source of deformation at Grimsvötn Volcano, Iceland

International audience Grimsvötn Volcano is the most active volcano in Iceland, and its last three eruptions were in 1998, 2004, and 2011. Here we analyze the displacement around Grimsvötn during these last three eruptive cycles using 10 GPS stations. The observed displacements in this region genera...

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Bibliographic Details
Published in:Journal of Geophysical Research: Solid Earth
Main Authors: Reverso, Thomas, Vandemeulebrouck, Jean, Jouanne, François, Pinel, Virginie, Villemin, Thierry, Sturkell, Erik, Bascou, Pascale
Other Authors: Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géophysique des volcans & géothermie, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Mécanique des failles, Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne (EDYTEM), Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Earth Sciences Gothenburg, University of Gothenburg (GU)
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: HAL CCSD 2014
Subjects:
geo
Online Access:https://doi.org/10.1002/2013JB010569
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A two-magma chamber model as a source of deformation at Grimsvötn Volcano, Iceland
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description International audience Grimsvötn Volcano is the most active volcano in Iceland, and its last three eruptions were in 1998, 2004, and 2011. Here we analyze the displacement around Grimsvötn during these last three eruptive cycles using 10 GPS stations. The observed displacements in this region generally contain a linear component of tectonic and glacio-isostatic origin, in agreement with the previously estimated values of plate motions and vertical rebound. Larger amplitude deformation observed close to Grimsvötn at the GFUM continuous GPS station clearly reflects a major volcanic contribution superimposed on a tectonic component. We estimate and subtract the tectonic trend at this station using regional observed displacement. The direction and pattern of the residual volcanic displacement (for coeruptive and intereruptive periods) are consistent for all three of these eruptive cycles. The post eruptive inflation is characterized by an exponential trend, followed by a linear trend. In this study, we explain this temporal behavior using a new analytic model that has two connected magma chambers surrounded by an elastic medium and fed by a constant basal magma inflow. During the early post eruptive phase, pressure readjustment occurs between the two reservoirs, with replenishment of the shallow chamber from the deep chamber. Afterward, due to the constant inflow of magma into the deep reservoir, the pressurization of the system produces linear uplift. A large deep reservoir favors magma storage rather than surface emission. Based on displacement measured at GFUM station, we estimate an upper limit for the radius of the deep reservoir of ∼10 km.
author2 Institut des Sciences de la Terre (ISTerre)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Géophysique des volcans & géothermie
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement IRD : UR219-PRES Université de Grenoble-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Mécanique des failles
Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne (EDYTEM)
Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Earth Sciences Gothenburg
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Jouanne, François
Pinel, Virginie
Villemin, Thierry
Sturkell, Erik
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