Une nouvelle analyse des données sismiques enregistrées après l’éruption massivement violente du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, le 15 janvier 2022, a révélé des informations nouvelles et utiles sur la séquence des événements. Kotaro Tarumi et Kazunori Yoshizawa de l’Université d’Hokkaido discutent de leurs méthodes et de leurs découvertes dans un article de Lettres sur les sciences de la Terre et des planètes.
« Nous avons montré que l’éruption consistait en deux séquences distinctes d’événements, dont certains se sont produits quasi-périodiquement dans la première séquence. Il vaudra la peine d’étudier plus avant les mécanismes impliqués dans de tels cycles d’éruption », explique le sismologue et géophysicien Yoshizawa.
Le volcan a généré des ondes sismiques, tsunami et atmosphériques qui ont été enregistrées dans le monde entier. Des études récentes ont estimé qu’il s’agissait de l’une des éruptions les plus énergiques enregistrées par les instruments modernes.
« Les épisodes d’éruption sont difficiles à analyser complètement à partir des ondes sismiques de surface, mais nous avons découvert plus de détails en utilisant ce que l’on appelle les ondes télésismiques-P », explique Tarumi, doctorant. Ce sont des ondes sismiques qui ont traversé la planète vers des endroits éloignés du site de l’éruption. Dans ce cas, l’équipe a utilisé des données sismiques recueillies sur des sites jusqu’à un angle de 93 degrés autour de la circonférence de la planète.
L’analyse de « rétroprojection » de l’équipe a détecté avec succès les emplacements et le moment de plusieurs explosions, même si les ondes P de chaque éruption se chevauchaient et étaient masquées par d’autres signaux et bruits sismiques.
La technique de rétroprojection inverse la transmission des signaux sismiques pour révéler les détails d’une source potentielle qui a émis des ondes sismiques. Il a été initialement développé et appliqué pour l’imagerie des processus sources de grands tremblements de terre, mais s’avère maintenant également applicable aux événements volcaniques à grande échelle.
Les résultats ont révélé que la séquence des éruptions s’est déroulée en deux parties principales. La première séquence a commencé à 04h02 UTC le 15 janvier, puis s’est transformée en explosions majeures à 04h15 UTC et 200 à 300 secondes après. La séquence entière a duré au moins jusqu’à 04h35 UTC. Une deuxième séquence d’éruptions a commencé environ quatre heures plus tard et s’est poursuivie de six à sept minutes, y compris une éruption massive à 08h31. L’imagerie satellite a enregistré le nuage de cendres dramatique résultant de la première séquence d’éruption, mais jusqu’à présent, les détails précis des événements sous-marins sont restés insaisissables.
Une découverte intéressante était que des éruptions explosives importantes se produisaient par intermittence à des intervalles de 270 à 280 secondes, une fréquence suggérant un effet de résonance avec l’atmosphère et la Terre. « Cet accord apparent du cycle d’éruption et de l’oscillation de résonance atmosphérique avec la Terre pourrait être une coïncidence, mais il mérite certainement une exploration plus approfondie », conclut Yoshizawa.
