Flank landslides on Reunion Island volcanoes (Indian Ocean): Evidence, implications and origins

Composition du jury de thèse: Olivier Merle, Président, Université Blaise Pascal, Clermont II Christine Deplus, Examinateur, Institut de Physique du Globe de Paris Patrick Bachèlery, Rapporteur, Université de La Réunion Bruno Savoye, Rapporteur, IFREMER -- La version de la thèse déposée en ligne est...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: OEHLER, Jean-François
Other Authors: Laboratoire Magmas et Volcans (LMV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Jean Monnet Saint-Étienne (UJM)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Observatoire de Physique du Globe de Clermont-Ferrand (OPGC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, Lénat Jean-François(J.F.Lenat@opgc.univ-bpclermont.fr)
Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
Language:French
Published: HAL CCSD 2005
Subjects:
Online Access:https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010498
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010498/document
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010498/file/tel-00010498.pdf
Description
Summary:Composition du jury de thèse: Olivier Merle, Président, Université Blaise Pascal, Clermont II Christine Deplus, Examinateur, Institut de Physique du Globe de Paris Patrick Bachèlery, Rapporteur, Université de La Réunion Bruno Savoye, Rapporteur, IFREMER -- La version de la thèse déposée en ligne est une version basse résolution. Pour une version haute résolution, me contacter à: oehler_jf@yahoo.fr The joint study of the emerged and submerged parts of Reunion Island (Indian Ocean), based on the evaluation of marine multibeam data collected these last 20 years and confronted with previous geological and geophysical works, demonstrates the considerable importance of flank landslide processes in the evolution of this volcanic oceanic system. Fifty or so mass-wasting events recurrently dismantled Piton des Neiges, Les Alizés, and Piton de La Fournaise volcanoes during the last 2 million years at least. They are multi-scale, primary or secondary, and of aerial, coastal or submarine origin. Most correspond to instantaneous and catastrophic phenomena of debris avalanche type. Their deposits are mainly accumulated at sea, within four gigantic topographic bulges named "Reliefs Sous-Marins", located to the east, north, west and south of the island. These fans are 20-30 km wide at the coastline and 100-150 km wide at their end, 70-80 km offshore. They were built gradually by the superimposition and/or the juxtaposition of products displaced during landslide episodes implying up to several hundreds of km3 of materials. A very small proportion is recognized on land, in Piton des Neiges central part or at its littoral edges, and constitutes the proximal facies of the deposits recognized offshore. The main structural features of Reunion sub-aerial morphology are interpreted as (1) relatively recent landslide scars, often remodelled by erosion and/or filled by subsequent volcanic activity, or (2) remnants of old debris avalanches amphitheatres whose border faults could have been reactivated by volcano-tectonics (caldera collapses, gravitational spreading, Piton des Neiges hypovolcanic complex subsidence,.) and/or during younger landslide events. These faults have probably guided the mass-wasting of the edifice by erosion, thus facilitating the digging of Piton des Neiges central depressions (the three Mafate, Salazie, Cilaos cirques and the Marsouins paleo-cirque) and of the main valleys of the island. The study of Mount Haddington volcano (James Ross Island, Antarctica) and analogue experiments show that the ductile deformation of low strength layers existing within shield volcanoes, and in particular of volcanoclastic deltas, made up mostly of debris avalanche deposits, is a key for the generation of rotational slides and subsequent debris avalanches. This model is privileged for Reunion volcanoes, considering a predominant role of gravitational processes in flank landslides triggering. L'étude conjointe des parties immergée et émergée de l'Ile de La Réunion (Océan Indien), basée sur la valorisation des données marines multifaisceaux acquises ces 20 dernières années et confrontée à l'ensemble des connaissances géologiques et géophysiques, démontre l'importance considérable des processus de déstabilisations de flanc dans l'évolution des édifices de ce système volcanique océanique. Au total, une cinquantaine d'événements multi-échelles, primaires ou secondaires, d'origine aérienne, côtière ou sous-marine, ont démantelé de façon récurrente les volcans du Piton des Neiges, des Alizés et du Piton de La Fournaise au cours des 2 derniers millions d'années au moins. La plupart correspondent à des phénomènes instantanés et catastrophiques de type avalanche de débris. Leurs dépôts sont principalement accumulés en mer, au sein de quatre gigantesques excroissances topographiques, les Reliefs Sous-Marins, localisés à l'est, au nord, à l'ouest et au sud de l'île. Ces éperons triangulaires, de 20-30 km de large au niveau de la côte et 100-150 km à leur extrémité, à 70-80 km du littoral, se sont construits progressivement par la superposition et la juxtaposition des produits déplacés dans des épisodes de déstabilisation pouvant impliquer plusieurs centaines de km3 de matériaux. Une très faible proportion est retrouvée à terre, au cœur et en bordure littorale du massif du Piton des Neiges et constitue le faciès proximal des dépôts immergés. Les principales structures de la morphologie sub-aérienne de l'île sont interprétées comme (1) les zones sources de déstabilisations relativement récentes, souvent remodelées par l'érosion et/ou comblées par l'activité volcanique ultérieure, ou (2) les traces rémanentes d'amphithéâtres d'avalanches de débris anciens dont les failles bordières ont pu être réactivées dans des processus volcano-tectoniques (effondrements caldériques, étalement gravitaire, subsidence du complexe hypovolcanique du Piton des Neiges,.) et/ou lors d'épisodes ultérieurs de déstabilisation. Ces failles ont probablement guidé le démantèlement par érosion des massifs et ainsi facilité le creusement des dépressions centrales du Piton des Neiges (les trois cirques de Mafate, Salazie, Cilaos et le paléo-cirque des Marsouins) et des principales vallées de l'île. L'étude du volcan Mount Haddington (Ile de James Ross, Antarctique) et les expériences analogiques montrent que la déformation ductile d'horizons de faible résistance inclus dans la structure des volcans boucliers, et en particulier de deltas volcanoclastiques essentiellement constitués de dépôts d'avalanches de débris, est un élément clé dans la génération de glissements rotationnels et d'avalanches de débris ultérieures. Ce modèle est privilégié à La Réunion, en considérant un rôle prépondérant des processus gravitaires dans le déclenchement des déstabilisations des volcans de l'île.