Imagerie mantellique du point chaud de La Réunion – RHUM-RUM

Pour imager la structure du manteau sous La Réunion, nous allons déployer des stations sismologiques sur une superficie de 2000x2000 km2. A l'aide du navire océanographique Marion Dufresne, 57 stations de fond de mer seront déposées autour de La Réunion et sur les rides centrale et sud-ouest indienne, pour une durée d'une année. Les déploiements de stations en fond de mer seront complétés par 15 stations terrestres déployées sur La Réunion, Madagascar et les îles Éparses.

Le projet RHUM-RUM représente essentiellement de la recherche fondamentale axée sur une meilleure connaissance de la dynamique profonde de notre planète, et en particulier sur la structure et de l'origine des point chauds et des panaches mantelliques associés. L'expérience proposée autour de La Réunion est l'une des plus grandes jamais envisagée et se place dans une forte compétition internationale concernant l'imagerie des panaches mantelliques.

Bien qu'étant un projet de recherche fondamentale, RHUM-RUM aura un impact sur les technologies de sismologie de fond de mer et de sismologie utilisant les bouées dérivantes, deux techniques qui seront mises en œuvre. Il apportera évidemment des nouvelles idées et données sur l'origine de l'activité volcanique actuelle de ce point chaud actif de façon quasi continue depuis 65 Ma.

Les résultats obtenus seront présentés en congrès internationaux et publiés dans des revues scientifiques internationales.

L'île de La Réunion a été créée par un des volcans les plus actifs de la planète. Il est admis que celui-ci est l’expression la plus récente d’un panache mantellique ayant donné naissance à un point chaud en surface, dont l’activité aurait débuté par la formation des trapps du Deccan en Inde il y a 65 Ma. Ces trapps représentent une des plus vastes régions d'épanchement volcanique au monde et leur mise en place a eu un impact majeur sur le climat et la vie sur Terre. Mais la genèse et l’origine en profondeur de ce panache reste très controversée

A travers le projet RHUM-RUM, nous proposons d'imager la structure du panache et du point chaud de La Réunion depuis sa tête jusqu'à sa base et d'étudier la dynamique et les mécanismes qui ont alimentés le point chaud. Est-ce un panache mantellique "classique" formé d'un conduit étroit et trouvant sa source à la limite manteau-noyau ou dans la zone de transition? Existe-t-il une interaction dynamique et un échange de matière entre l'anomalie du "superplume" sud Africain et le point chaud? N'y a-t-il aucune connexion avec ces structures? Quelle est la relation entre le point chaud, la rides de Rodrigues et la ride Centrale indienne? Quelle est l'interaction du point chaud avec la zone de transition et avec la lithosphère océanique et ses hétérogénéités (paléo-ride, zone de fracture)? L'objectif du projet RHUM-RUM est de caractériser la géométrie de ce panache – ou son absence – depuis la surface jusqu'à la limite manteau-noyau mais également de cartographier et quantifier les mouvements de matière associés: flux verticaux dans le conduit du panache et flux latéraux de l'épanchement du panache sous la lithosphère océanique. Les outils fournis par la sismologie et la gravimétrie seront mis en œuvre à cette fin.

Dans le cadre du projet RHUM-RUM, et pour pouvoir imager la structure du manteau supérieur et inférieur sous La Réunion, nous proposons de déployer des stations sismologiques sur une superficie de 2000x2000 km2 centrée sur La Réunion. 57 stations OBS (ocean bottom stations) seront placées en fond de mer autour de La Réunion et sur les rides centrale et sud-ouest indienne, offrant ainsi l'opportunité d'étudier également la structure de ces rides lentes et ultra lentes et leurs interactions avec le point chaud. Les déploiements de stations en fond de mer seront complétés par 15 stations terrestres déployées sur La Réunion, Madagascar et les îles Éparses.

Ce projet est triplement ambitieux, par les objectif scientifique visés, par le nombre d'instruments large bande que nous proposons de déployer et par la taille du réseau envisagé. Il repose sur une collaboration franco-allemande très étroite permettant de mettre en commun des expertises scientifiques complémentaires, des moyens techniques (OBS et stations terrestres) et des moyens logistiques (navire océanographique), sans lesquels cette expérience ne serait pas réalisable ni les objectifs scientifiques d’imagerie du panache atteints.

Dans cette demande, nous sollicitons le soutien financier pour déployer 9 OBS et 10 stations terrestres, ainsi que le coût de l'une des deux croisières. Une demande de temps bateau pour utiliser le N/O Marion Dufresne a été déposée en septembre 2010 et a été classée priorité #1, rendant réalisable cette expérience de géophysique marine de grande envergure. Nous avons également obtenu les soutiens de l'INEE-INSU "Programme Iles Éparses", du programme INSU "SYSTER" et de l'OSU Réunion, pour effectuer le déploiement de 5 stations sur les îles Éparses dès Avril 2011 lors d'une rotation du navire Marion Dufresne.

Nos collègues allemands ont soumis une demande pour obtenir le prêt de 48 OBS du parc allemand DEPAS, une demande de temps bateau auprès de leur commission flotte pour effectuer la deuxième croisière, qui pourrait être effectuée à l'aide du METEOR ou bien en affrétant le Marion Dufresne. Ils vont également déposer (Février 2011) une demande de soutien financier auprès du DFG.