Le Volcanisme (Thomas).

L’histoire du volcanisme

Il existe 2 grands types de volcanisme :

-      Le premier effusif se caractérise par des coulées de lave.

-      Le second, explosif par des projections de gaz et de matériaux solides qui retombent au sol ( panache et nuée ardente ).

Si le magma accumulé dans un réservoir magmatique est peu visqueux, les gaz s’échappent facilement, provoquant l’arrivée en surface de laves fluides ( éruption effusive ).

Si le magma est visqueux, les gaz s’accumulent et sont libérés lors d’explosions violentes ( éruption explosive ).

Les gaz contenus dans les magma sont donc des <<moteurs>> des éruptions.

la répertorisation des sous types d’éruptions volcaniques :

Eruption surtseyenne (sous-marine ou sous-lacustre)

L’île de Surtsey, qui surgit en 1963 au large des côtes de l’Islande, légua son nom à ce type d’éruption se déroulant sous l’eau, généralement à faible profondeur. L’interaction entre une grande quantité d’eau et la chaleur du magma érige un cône de fragments et de roche. Si l’activité se prolonge et que l’île émerge , le cratère se trouve hors de l’eau et les éruptions suivantes deviennent alors moins violentes.

Eruption péléenne (explosive)

Semblable au éruptions vulcaniennes et pliniennes, ce type d’éruption tient son nom de la montagne Pelée, sur l’île de la Martinique. Il produit des panaches volcaniques et des nuées ardentes : d’énormes coulées de gaz, de fragments de roche et de lave dévalent les pentes à grandes vitesse.

Eruption vulcanienne (explosive)

Ce type d’éruption doit son nom au volcan italien Vulcano, situé sur une île au nord de la Sicile. Les volumes éjectés sont faibles, mais les cendres peuvent être projetées jusqu’à 20 km de haut.

Eruption plinienne (explosive)

Ce type d’éruption doit son nom au Romain Pline le jeune, qui décrivit l’éruption du Vésuve en 79 apr. J-C et assista à la destruction de Pompéi. Une éruption plinienne se caractérise par un magma visqueux et de violentes explosions. Elle peut éjecter des matériaux à 45 km de hauteur et les disperser dans une vaste zone. Il existe aussi un type ultra-plinien, très rare mais encore plus violent.

Eruption hawaïenne (effusive)

Tirant son nom des îles Hawaii, elle se caractérise par des laves très fluides qui créent parfois des lacs temporaires. Riche en gaz lors de leur émission, les laves engendrent aussi des fontaines de feu pouvant atteindre 1 km de haut. Ce type d’éruption, peu dangereux car sans risques d’explosion, peut cependant occasionner de grands dégâts.

Eruption strombolienne (effusive)

Ce type d’éruption doit son nom au volcan italien Stromboli. Il émet des laves moyennement fluides et projette des panaches de cendre et de roches incandescentes jusqu’à 200 m de haut, qui retombent à proximité du cratère.

Laves et cendres

S’il n’existe pas deux éruptions semblables, toutes émettent cependant des matériaux brûlants à la surface par une ou plusieurs cheminées reliées à la chambre magmatique du volcan. Les éjecta sont composés de laves, de gaz, de cendres et de blocs de lave solidifiée, appelés bombes. Certaines éruptions érigent des cônes massifs de lave ou de pyroclastes autour de leur cheminée, tandis que d’autres éjectent des matériaux au loin. Même lorsqu’il n’est pas en éruption, un volcan peut dégager de grandes quantités de gaz par de petites ouvertures appelées fumerolles, ou entretenir des sources gargouillantes d’eau bouillante.

Les panaches de cendre

Les hauts panaches de cendres volcaniques s’élèvent parfois jusqu’à la stratosphère. Les vents dominants les entraînent alors sur de grandes distances.

Feux d’artifice

Au début d’une éruption, la lave très chaude et très fluide arrivant en surface est saturée de gaz. Elle explose et jaillit alors comme si elle sortait d’une bouteille de champagne secouée. La lave incandescente peu monter à 200 m et former une fontaine de feu en forme d’arc.

Nuée ardente, ou coulée pyroclastique

C’est un phénomène dévastateur semblable à une avalanche, qui dévale très vite le long d’un volcan. Une coulée se  compose d’un mélange de gaz brûlant et de débris volcaniques dont la composition est variable d’un volcan à l’autre.

Coulée pahoehoe

Ce terme, tiré de l’hawaïen ancien (littéralement : « que l’on peut parcourir pieds nus »), désigne une coulée de lave fluide ou légèrement sinueuse, semblable à des boucles de corde.

Bombes de lave

Crachés par le volcan, des blocs de roche en fusion refroidissent et durcissent en vol pour devenir des bombes de lave solidifiée aux formes plus ou moins aérodynamiques.

Pluies de cendres

En 1995, après un sommeil de plusieurs siècles, le volcan de la Soufrière, sur l’île de Montserrat, dans les caraïbes, se réveilla. Il cracha des panaches de cendres volcaniques. Plymouth, la capitale, fut ensevelie sous les cendres et les coulées pyroclastiques. La dernière éruption date de 2006.

Le déroulement d’une éruption

Un volcan en éruption est un spectacle grandiose et magnifique à condition d’être hors de danger pour le regarder. En raison de son imprévisibilité, une éruption volcanique peut toujours se révéler extrêmement dangereuse et destructrice. Ce descriptif montre plusieurs types d’éruption et de matériaux volcaniques. Cependant, dans la réalité, une telle variété de phénomènes ne se produirait jamais simultanément sur un même volcan.

Anatomie d’un volcan

La chaleur intense qui règne à l’intérieur de la Terre fait fondre la roche et la transforme en un liquide épais, appelé magma, qui remonte et se retrouve piégé dans d’énormes chambres souterraine. Là, de petits cristaux apparaissent tandis que l’eau et les gaz se séparent en formant des bulles. Lorsque la pression devient trop élevée, le magma et les gaz se frayent un passage à travers les fissures de la croûte et se déversent en surface sous forme de lave ou de cendres volcaniques. Au cours d’une éruption, des nuages de vapeur, de gaz et de poussières sont projetés dans le ciel, ainsi que des nuées ardentes de cendres, de fragments de roche et de lave.

Au cœur d’un volcan

Le cône volcanique de roche solide renferme une chambre magmatique d’où partent des conduits remplis de magma en fusion. Pour déterminer la nature d’un volcan, les volcanologues étudient sa sismographie, les déformations du sol et la composition minérale de ses laves.

Eruption fissurale

Ce type d’éruption se produit par une suite de fissures alignées le long d’une faille ouverte entre deux plaques divergentes. Les éruptions fissurales peuvent s’étendre sur des kilomètres.

Cheminée éruptive

Le magma se fraye un chemin à travers la croûte par un conduit d’alimentation vertical ou presque vertical. Lorsqu’il se répand en surface sous forme de lave, il peut créer un cône volcanique. Le magma qui se refroidit à l’intérieur d’un conduit et le « fossilise » est appelé un neck.

Conduit principal

La cheminée principale, ou conduit central, s’élève depuis la chambre magmatique. Le magma et les gaz sont expulsés par la cheminée principale sous forme de laves et de cendres volcaniques.

Cratère principal

Laves, cendres, gaz et vapeur sont éjectés par cette ouverture en forme d’entonnoir au sommet du volcan. Il peut y avoir des cratères secondaires sur les flancs du volcan. Leur diamètre varie de quelques mètres à plusieurs kilomètres.

Conduit secondaire

Il arrive que le magma s’échappe par un conduit secondaire qui bifurque du conduit principal et crée un nouveau cratère sur le flanc du volcan.

Laccolite

C’est une masse de roche volcanique bombée, créée par une intrusion de magma qui déforme les couches de roche situées au-dessous.

Les volcans importants

Le Toba

Aujourd’hui, en visitant le paisible site du lac Toba, sur l’île indonésienne de Sumatra, il est impossible de deviner qu’il fut le théâtre de la plus gigantesque éruption volcanique de l’histoire de l’humanité. Le lac est en fait une caldeira de 90 km de long par 30 km de large. D’après les scientifiques, cet ancien volcan explosa dans une terrifiante éruption il y a  environ 73 500 ans. Ses panaches de gaz et de cendres se répandirent à travers tout le globe. L’activité ne dura probablement qu’une quinzaine de jours, mais le refroidissement climatique qui s’en suivit se prolongea six longues année, entraînant des modifications des paysages, de la faune et de la flore.

Un colossal panache de cendres

L’éruption du Toba dispersa des cendres sur une énorme superficie, laissant un dépôt de 9 m d’épaisseur en Malaisie, et jusqu’à 15 cm en Inde et dans les régions du golfe du Bengale.

L’hiver le plus long

Après l’éruption du Toba, nos ancêtres de l’âge de pierre souffrirent pendant de longues années du froid et connurent la disette. Les scientifiques estiment que cet âge glaciaire conduisit l’humanité au bord de l’extinction.

Nuages mortels

Les cendres volcaniques et le dioxyde de soufre pulvérisés dans la stratosphère formèrent une fine couche nuageuse autour de la planète, qui bloqua une partie des rayons du soleil, engendrant un long hiver volcanique et une période glaciaire.

Supervolcans

L’éruption du Toba fut certes la plus catastrophique que l’humanité ait jamais vécus, mais elle ne fut pas la plus grande éruption volcanique dont les scientifiques ont retrouvé la trace. Il y a quelque 27,8 millions d’année, l’éruption de La Garita, dans le Colorado, aux Etats-Unis, fut presque deux fois plus puissante.

Informations sur l’éruption

Date : il y a environ 73 500 ans

Indice d’explosivité volcanique : 9

Type d’éruption : ultra-plinien

Volume éruptif : environ 2 800 km³

Nombre de victimes : inconnu

Le Vésuve

Voici presque 2 000 ans, le Vésuve, en Italie, entra en éruption et détruisit les villes de Pompéi et d’Herculanum. Une énorme colonne de cendres commença à s’élever haut dans le ciel. Le jour suivant, une coulée pyroclastique ensevelit les deux villes et les résidents qui n’avaient pas pu fuir. Préservées durant des siècles sous les cendres, les villes furent redécouvertes. Des fouilles furent menées dès le début du XVII^e siècle, révélant au monde un trésor archéologique inestimable et livrant un témoignage précis de la vie quotidienne à l’époque de la Rome antique.

Panique à Herculanum

Dans les années 1980, des archéologues découvrirent 250 squelettes serrés les uns contre les autres dans un ancien abri à bateau. Cette découverte permit de recréer avec exactitude les évènements qui se déroulèrent lors de la destruction d’Herculanum.

Fuir par la mer

Les bateaux offraient sans doute le meilleur moyen de s’échapper, même sur une mer déchainée. Les gens groupés à l’intérieur des abris devaient y attendre leur tour.

Des eaux périlleuses

Dans la baie de Naples, les vents violents et les secousses sismiques générés par l’éruption rendirent la mer dangereusement agitée.

Pris au piège

Presque tous les restes humains découverts à Herculanum le furent dans les abris à bateaux. Lorsque la coulée pyroclastique dévala les flancs du Vésuve, les gens furent tués instantanément.

Une pluie de cendres

Une pluie suffocante de cendres et de pierres ponces retomba du nuage éruptif. Herculanum fut ensevelie sous une couche de 18 m de matériaux éruptifs, qui se transformèrent en roche dure.

Un témoin oculaire

De l’autre côté de la baie de Naples, Pline le Jeune, célèbre écrivain et homme politique romain alors âgé de 17 ans, assista au déroulement de l’éruption. Son récit constitue le premier témoignage historique direct d’une éruption volcanique.

24 août, après-midi

« Un nuage montait d’une montagne… et aucun autre arbre que le pin n’y ressemblait davantage à son image et à son aspect. En effet, en s’élevant sous la forme d’un tronc très long, il s’élargissait dans les airs en rameaux… »

24 août, soir

« Déjà les cendres tombaient sur les bateaux ; plus ils approchaient, plus elles devenaient chaudes et denses ; déjà aussi c’étaient des pierres ponces et des cailloux noirs, carbonisés et brisés par le feu… »

25 août, matin

« Peu après, le nuage descendit sur les terres et couvrit la mer ; il avait entouré Capri et l’avait cachée, il avait dérobé à la vue la partie en saillie du cap de Misène. »

Informations sur l’éruption

Date : 79 apr. J-C

Indice d’explosivité volcanique : 5

Type d’éruption : plinien/vulcanien

Volume éruptif : environ 3,3 km³

Nombre de victimes : entre 3 000 et 10 000

Le Krakatoa

Après trois mois d’une activité intense, le Krakatoa, un volcan situé dans le détroit de la Sonde, en Indonésie, explosa le 27 août 1883. Cette effroyable explosion, le phénomène le plus fort jamais entendu par des oreilles humaines, fut aussi la plus puissante de l’histoire récente. Elle pulvérisa le cône du volcan et détruisit l’île sur laquelle il s’élevait. Les tsunamis monstrueux qui s’ensuivirent firent des milliers de victimes dans les régions alentour. Les cendres volcaniques se répandirent dans toute l’atmosphère. Il en résulta une baisse des températures qui se prolongea des mois durant, et de glorieux couchers de soleil. Aujourd’hui, un nouveau cône, Anak Krakatoa (l’enfant du Krakatoa), s’élève à la place de l’ancien.

Un phénomène cataclysmique

La dernière et la plus cataclysmique des explosions du Krakatoa expulsa un panache de gaz et de cendres à 80 km de hauteur. En quatre heures environ, quatre violentes explosions se firent entendre. L’explosion finale fut la plus effroyable.

Après l’explosion

Les volcanologues ne savent pas exactement pourquoi l’éruption du Krakatoa fut si violente, mais s’explique probablement par une réaction explosive entre l’eau de mer et le magma.

Avant et après

Dans les dernière phases de l’éruption, une grande partie de l’île de Krakatoa sombra dans la mer. Les retombées de cendres augmentèrent sensiblement la surface des autres îles entourant la caldeira du Krakatoa.

Le panache de cendres et la déflagration

Le panache de cendres volcanique s’étendit surtout en direction du nord-ouest. Les déflagrations des explosions successives se répercutèrent à travers toute la région et furent entendues jusqu’à 4 500 km de distance.

Information sur l’éruption

Date : 27 août 1883

Indice d’explosivité volcanique : 6

Type d’éruption : plinien/ultra-plinien

Volume éruptif : 20 km³

Nombre de victimes : 36 417

Le mont Saint Helens

En 1980, le plus grand désastre volcanique des Etats-Unis fut aussi l’un des mieux observés et étudiés. Car lorsque le mont Saint Helens entra en éruption après un sommeil de 120 ans, personne ne fut réellement surpris. les scientifiques avaient, en effet, mis le volcan sous haute surveillance depuis des mois et, bien qu’ils ne pouvaient prévoir le moment exact de  l’éruption, ils savaient que le gonflement observé sur son flanc signifiait une remontée magmatique et une entrée en activité imminente. L’éruption provoqua l’effondrement du flanc nord du volcan et des coulées de boue et de roches. Le souffle de l’explosion pulvérisa le cône volcanique et rasa la forêt sur des kilomètres carrés. Des pluies de cendres retombèrent sur une vaste région du nord-ouest des Etats-Unis, et jusqu’en Oklahoma.

Le mont Saint Helens de nos jours

L’énorme cratère enfer à cheval engendré par l’explosion du sommet de la montagne. Au centre, des remontées de périodiques de magma ont progressivement érigé un dôme de lave.

Une montagne décapitée

Les films de l’évènement révèlent que, une fois l’éruption commencée, une grande partie du mont Saint Helens fut soufflée en moins d’une minute par une explosion cataclysmique.

Mars-mai 1980

Pendant plusieurs mois, du magma remonta et s’accumula dans une énorme cavité à l’intérieur du flanc nord du volcan, fracturant les roches. Des semaines avant l’éruption, les volcanologues observèrent des déformations du sol et enregistrèrent des séismes.

18 mai, 8 heures 32 minutes et 37 secondes

Le flanc du volcan est emporté par un énorme glissement de terrain. Par la suite, les géologues se serviront du schéma de ce glissement de terrain pour identifier des dépôts similaires sur d’autres sites volcaniques.

18 mai, 8 heures 32 minutes et 41 secondes

Le cratère explose, libérant une énorme colonne de roches, de cendres et de gaz, qui entraîne des coulées pyroclastiques. Le panache en forme de champignon s’élève à 19 km d’altitude dans l’atmosphère.

Une forêt rasée

Le souffle de l’explosion fut si violent qu’il rasa la forêt sur des kilomètres carrés, couchant les arbres comme des fétus de paille.

Une coulée dévastatrice

Dans le quart d’heure qui suivit l’explosion, une coulée bouillante de débris volcanique (cendres et roches) et d’eau dévala le flanc de la montagne à une vitesse de 71 km/h.

Des villes sous les cendres

Dans les jours qui suivirent l’éruption, des pluies de cendres volcaniques s’abattirent sur de nombreuses villes de la côte nord-ouest. Heureusement, les villes proches de Portland et de Seattle  ne subirent que peu de dégâts.

Information sur l’éruption

Date : 18 mai 1980

Indice d’explosivité volcanique : 5

Type d’éruption : plinien

Volume éruptif : 1 km³

Nombre de victimes : 57

Le Kilauea

Blotti dans le coin sud-est de la grande île d’Hawaii, au milieu de l’océan Pacifique, le kilauea est l’un des volcans les plus actifs de la planète. Au cours du siècle passé, il est entré en éruption une cinquantaine de fois et n’a pas cessé son activité depuis 1983. La plupart des éruptions du Kilauea sont assez modestes. Elles produisent de spectaculaire fontaines de lave et de longues coulées. Cette activité tranquille lui vaut la visite de milliers de touristes qui, chaque année, se pressent sur ses flancs pour un face-à-face avec la lave incandescente. Il ne faut cependant pas s’y tromper : même un volcan « calme » comme le Kilauea peut être potentiellement dangereux et destructeur.

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