Deuxi eme partie
Structure des ^ les de Polyn esie
Francaise
Chapitre 4
Les chambres magmatiques fossiles
des ^ les
Qui serait assez insens epour croire qu'il puisse exister des hommes
dont les pieds seraient au-dessus de la t^ete, ou des lieux o u
les choses puissent ^etre suspendues de bas en haut, les arbres
pousser a l'envers, ou la pluie tomber en remontant ? Ou seraient
les merveil les du jardin de Babylone s'il nous fal lait admettre
l'existence d'un monde suspendu aux Antipodes ?
Lactance
Sommaire
4.1 R esum e etendu de \ Size and depth . . . gravity studies" .. ... 76
4.2 Size and depth of frozen magma chamb ers under atolls and
islands of FrenchPolynesia using detailed gravity studies,
Clouard, Bonneville and Barsczus, 2000, J. Geophys. Res.,
v 105, pp 8173-8191 ...... 78
4.3 Compl ements...... 97
4.3.1 Contr^ole des donn ees gravim etriques terrestres utilis ees .. .. 97
4.3.2 D etermination des masses volumiques ...... 98
4.3.3 La loi de Gauss appliqu ee aux champs de gravit e ...... 99
4.3.4 Choix de la loi liantchambre et ^ le...... 101
Nous avons r ealis e une etude gravim etrique des ^ les et atolls de Polyn esie francaise
qui a donn e lieu a une publication dans le Journal of Geophysical Research vol 105, pp
8173-8191. Apr es un r esum e etendu en francais, ce chapitre repro duit la publication, et
nit par un compl ement concernant certains calculs.
76 Les chambres magmatiques fossiles des ^ les
4.1 R esum e et principaux r esultats de \ Size and depth
of frozen magma chambers under atol ls and islands of
French Polynesia using detailedgravity studies"
R esum e
De nouvelles connaissances de l' evolution tectonique et structurale des ^ les et atolls
de Polyn esie francaise sont obtenues a partir de l'analyse de donn ees gravim etriques. Des
cartes de l'anomaliea l'air libre ont et er ealis ees avec les donn ees acquises a terre sur
25 ^ les, combin ees aux donn ees d eriv ees de l'altim etrie satellitale et aux donn ees acquises
par bateau. Les anomalies r esiduelles isostatiques sont alors calcul ees suivantunmod ele
crustal en 3D et 4 couches. Ce mo d ele prend en compte la bathym etrie, la top ographie
des ^ les et la exure de la lithosph ere sous la charge des edi ces volcaniques. 20 des 25
^ les etudi ees pr esentent une anomalie r esiduelle p ositive, allantde9 a 60 mGal, qui p eut
^etre reli ee alapr esence de chambres magmatiques fossiles et des circuits d'alimentation
les plus imp ortants de l'ancien volcan. Des anomalies r esiduelles n egatives sur 4 ^ les
corresp ondent probablement soita des d ep^ots coralliens soit a des r esidus fragment es des
derni eres phases du volcanisme a erien.
Les anomalies p ositives mettenten evidence l'existence d'une chambre magmatique
fossile en profondeur sous chacune des ^ les de Polyn esie francaise. De plus, une relation
lin eaire entre l'amplitude de l'anomalie p ositiveetlevolume de l'^ le existe. Elle implique
une relation entre la taille de la chambre magmatique qui induit l'anomalie et celle de
l'^ le. La mo d elisation de la forme de ces chambres par un mo d ele g eom etrique simple un
corps dense ellipso dal en 3D conduita une estimation de la taille et de la profondeur des
chambres magmatiques. Une relation lin eaire entre le volume des chambres et le volume
des ^ les est ainsi obtenue et p eut ^etre utilis ee p our d'autres volcans intraplaques eteints
e.g. La R eunion. Par ailleurs, la comparaison entre les diam etres obtenus p our chaque
chambre et leur pro jection a la surface avec l'emplacement et le diam etre des caldeiras
implique que la plupart des e ondrements consid er es jusqu'alors comme des caldeiras au
sens strict sont en fait des glissements des ancs des edi ces.
Principaux r esultats
Les ^ les etudi ees sont Manuae, Maupiti, Tupai, Bora-Bora, Tahaa, Huahine, Maiao,
Tetiaroa, Mo orea et Tahiti sur la So ciet e, Nuku Hiva, HivaOaetUaPou aux Marquises,
Maria, Rimatara, Rurutu, Tubuai, Raivavae et Rapa aux Australes, Moruroa et Gambier
de l'alignement Gambier-Pitcairn et Mataiva, Manihi, Makatea, Rangiroa aux Tuamotu.
1. Il existe sur chaque ^ le une anomalie de gravit er esiduelle p ositive, circulaire et
centr ee sur l'^ le. C'est en b on accord avec ce que l'on sait p our les volcans de typ e
p ointchaud e.g. Rymer et Brown, 1986 : le syst eme d'alimentation magmatique
4.1 R esum e etendu de \ Size and depth . . . gravity studies" 77
fossile, dont le principal el ement est la chambre, corresp onda une anomalie de
densit e p ositive qui se traduit par une anomalie gravim etrique p ositive, une fois les
corrections de Bouguer faites.