Une étude, dont les résultats intitulés «Deep pre-eruptive storage of silicic magmas feeding Plinian and dome-forming eruptions of central and northern Dominica (Lesser Antilles) inferred from volatile contents of melt inclusions» ont été publiés dans la revue Contributions to Mineralogy and Petrology, a permis, grâce à l'analyse de plus d’une centaine d’inclusions vitreuses provenant des éruptions ponceuses ignimbritiques de l’île de la Dominique, de mettre en évidence que ces magmas sont parmi les plus riches en eau jamais décrit et qu’ils sont stockés à forte profondeur dans un système transcrustal (3 – 27 km) jusqu’au Moho.

Rappelons tout d'abord que «l’île de la Dominique (arc des Petites Antilles) présente la particularité d’avoir plusieurs centres volcaniques actifs responsable d’une production de magma significative dans la partie centrale de l’arc». Afin de «préciser la chronostratigraphie des éruptions ponceuses ignimbritiques les plus volumineuses reconnues au niveau de l’arc des Petites Antilles dans les derniers 60 ka», plusieurs «campagnes de terrain ont été menées (2011, 2013, 2014)» [Boudon et al., 2017].

Si «une éruption emblématique était connue sous le nom du 'tuff de Roseau', dont le volume émis avait été estimé à 58 km³», les études récentes, dont l'étude ici présentée, «montrent qu’en réalité ce sont plusieurs éruptions qui se sont produites dans la période 60-24ka». Concrètement, «trois d’entre elles (Layou, Roseau et Grand Fond)» qui «ont émis des volumes de l’ordre de de 4-5 km³ (DRE)», sont des éruptions ignimbritiques ayant «néanmoins impliqué un volume de magma significativement supérieur aux éruptions des autres îles, telle que la Martinique ou la Guadeloupe dont les volumes émis sont généralement inférieurs au km³».

Cette étude a cherché «à préciser la géométrie et la dynamique du système d’alimentation sous la Dominique à l’origine de ces éruptions pour en comprendre leur genèse» en déterminant «la signature géochimique de plus d’une centaine d’inclusions vitreuses en éléments majeurs, traces et volatils (H₂O, CO₂, SO₂, F, Cl, Br, S)», car «ces gouttelettes de magmas, piégées par les cristaux lors de leur croissance dans les réservoirs magmatiques, sont des témoins privilégiés des conditions de stockage des magmas en profondeur».

Plus précisément, «des analyses ponctuelles à la microsonde électronique (service CAMPARIS, France) et à la microsonde ionique (Edimbourg (Angleterre) et CRPG, Nancy (France)), faisant suite à une étude texturale au microscope électronique à balayage (ISteP, France) ont été réalisées». Ainsi, la signature géochimique des magmas de la Dominique montre «que ces derniers sont parmi les plus riches en eau jamais caractérisés (≤8 pds% H₂O), ce qui a des implications en termes de risques volcaniques».

En outre, «les teneurs en CO₂, bien que généralement faibles, sont parfois très élevées dans quelques inclusions piégées à basse pression, indiquant un 'CO₂ fluxing' au travers du système d’alimentation, responsable en partie d’une déshydratation des magmas».

D'autre part, «les profondeurs de piégeage des inclusions saturées en éléments volatils démontrent le développement d’un système d’alimentation magmatique sous la Dominique de 3 à 27 km de profondeur, soit jusqu’au Moho (situé à 28 km)»: en fait, «le magma ayant alimenté les éruptions ignimbritiques est majoritairement stocké entre 16 et 20 km d’après les études faites par pétrologie expérimentale (Solaro et al., en révision)».

Au bout du compte, «cette géométrie associée à un flux de CO₂ au travers de la croûte sont des arguments en faveur d’un système de 'mush' transcrustal, fait de lentilles interconnectées de magmas, développé même en contexte de subduction». De ce fait, l'étude discute ce type d’architecture du système d’alimentation «le long de l’arc des Petites Antilles car il s’avère être une caractéristique récurrente des systèmes d’alimentation de la Montagne Pelée (Martinique), de la Soufrière (Guadeloupe) ou de St Kitts».