Volcano-tectonic investigation of Nemrut volcano and determination of its natural risk potential
Etude volcano-structurale du volcan Nemrut (Anatolie de l'Est, Turquie) et risques naturels associés
Résumé
Active Mt. Nemrut volcano, situated at the west of Lake Van, is one of the most important volcanoes of the Eastern Anatolia. It has a summit caldera with 8.5×7 km diameter. Volcanic activity of Mt. Nemrut started ~1 Ma ago and has continued in historical times. The most recent eruptions of the volcano were in 1441, 1597 and 1692 A.D. Amongst the Eastern Anatolian volcanoes; Mt. Nemrut is the most hazardous volcano for its vicinity, threatening 135,000 habitants living nearby. The present volcanic activities are represented by hydrothermal and fumarolic output within the caldera. Structural evolution of the volcano is mainly investigated in two stages (precaldera and post-caldera) separated by catastrophic caldera collapse. Pre-caldera products are dominated by felsic lava flows and domes. Nemrut and Kantaşı ignimbrite series represent the caldera forming activity, of which sequences are comprised of plinian units and ignimbrite flows. Post-caldera activity is represented by bimodal basaltic - rhyolitic effusive and explosive hydrovolcanic activity concentrated in the caldera and on Nemrut rift zone. Hydrothermal fluid circulation paths in Nemrut caldera and the structure of the caldera have been revealed using self-potential surveys, bathymetry data, derivatives of DEMs, Landsat and ASTER images. It is proposed that the caldera consists of three main blocks and has collapsed in a piecemeal manner. Boundaries delimiting these blocks and the main structural boundary of the caldera control the intra-caldera hydrothermal activities. Initiation of compressional-extensional tectonic regime in Pliocene structurally rooted and triggered the volcanism of Mt. Nemrut. Addition of strike-slip component to the pre-existing structures has led localized extensions where Nemrut volcanic system has been preferentially emplaced. To monitor the Nemrut volcano, three seismometers were installed. This is the first volcano-seismic monitoring network around a Turkish volcano and real-time data are being collected since October 2003. Hydrothermal signature as well as acquired volcanic signals clearly refer to an active magma chamber emplaced around 4-5 km depth. Long term monitoring of this active-quiescent volcano is vital and will yield more knowledge about this volcano.
Le volcan actif Mont Nemrut, situé à l'ouest du lac Van, est l'un des volcans les plus importants d'Anatolie orientale. Il possède une caldeira sommitale de 8.5 x 7 km de diamètres. L'activité volcanique du Nemrut a commencé il y a ~ 1Ma et s'est poursuivie jusque dans les périodes historiques. Les éruptions les plus récentes ont été signalées en 1441, 1597 et 1692 A.D. Parmi les volcans anatoliens orientaux, le Nemrut est le volcan le plus dangereux, compte tenu de sa proximité avec des sites urbanisés environnants ; il menace directement 135 000 habitants. Les manifestations actuelles de l'activité volcanique sont représentées par une activité hydrothermale et fumerollienne au sein de la caldeira. L'évolution structurale du volcan se subdivise en deux stades principaux ( pré-caldeira et post-caldeira) séparés par l'effondrement catastrophique de la caldeira. Les produits de l'activité anté-caldeira sont majoritairement représentés par des écoulements et des dômes de lave felsiques. Les séries ignimbritiques du Nemrut et de Kantasi, manifestations majeures de l'activité de la caldeira, sont constituées d'unités pliniennes et d'écoulements ignimbritiques. L'activité post-caldeira est représentée par une activité phréatomagmatique explosive et une activité effusive basaltique-rhyolitique bimodale, concentrées au sein de la caldeira et au niveau de la zone de rift récent du Nemrut, sur le flanc nord. L'analyse des données multisources (études de polarisation spontanée, modèles numériques de terrain et bathymétrie ainsi que de leurs produits dérivés, images Landsat et ASTER) a permis de caractériser la structure de la caldeira du Nemrut et les circulations hydrothermales associées. La synthèse de ces approches pluri-thématiques et des interprétations correspondantes permet de proposer que la caldeira est constituée de 3 blocs principaux, conséquence des processus de fragmentation générés lors des phases d'effondrement. Les frontières délimitant ces blocs et la frontière structurale principale de la caldeira contrôlent les principales activités hydrothermales intra-caldeira. Le régime tectonique régional de compression-extension existant au Pliocène est structuralement enraciné et est responsable du déclenchement du volcanisme du Mont Nemrut. Le jeu de systèmes décrochants surimposés aux structures pré-existantes a provoqué l'apparition d'une zone de faiblesse localisée au sein de laquelle le système volcanique du Nemrut s'est préférentiellement mis en place. La surveillance de l'activité du volcan a été initiée par l'installation d'un ensemble de 3 sismomètres, ce qui constitue le 1er réseau de surveillance sismo-volcanique sur un volcan en Turquie. Les données temps réel sont acquises, traitées et archivées depuis octobre 2003. L'interprétation des signaux volcaniques acquis dans le cadre de cette surveillance sismologique, couplée aux résultats de l'étude du système hydrothermal, confortent clairement l'existence d'une chambre magmatique active localisée aux environs de 4-5 km de profondeur. La surveillance à long terme de ce volcan potentiellement actif est essentielle pour la prévention des risques associés et fournira de plus une base de données essentielle pour une meilleure connaissance et compréhension du mode de fonctionnement de ce volcan.
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