Les volcans sont des édifices géologiques naturels issus de la remontée de magma à la surface de l’écorce terrestre depuis le manteau terrestre.
Ce phénomène a lieu principalement aux abords des plaques tectoniques. En effet, les failles créées lors de leurs rencontres, permettent au magma de remonter plus facilement favorisant ainsi l'activité volcanique.
1. Petit rappel sur les couches de la terre
2. Éléments communs aux volcans
3. Les trois grands types de volcanisme
3.1 Le volcanisme de subduction
3.2 Le volcanisme d'accrétion
3.3 Le volcanisme d'intra-plaque (ou point chaud)
4. Petite précision sur la nature du magma
5. Autres phénomènes liés aux volcans
5.1 Lorsque l'eau est déterminante
5.1.1 Dans les océans
5.1.2 Sur la Terre
6. Sources
1. Petit rappel sur les couches de la terre
A la surface se trouve la croûte terrestre (1). Elle compose avec la plus haute partie du manteau (2) ce qu'on appelle la lithosphère (4).
La couche suivante est l'asthénosphère (5), lieu de formation du magma.
Vient ensuite la mésosphère (entre 5 et 6) appelée manteau inférieur.
Enfin le noyau externe (6) et interne (7)
2. Éléments communs aux volcans
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| Coupe d'un volcan |
Le magma remonte jusqu'à la lithosphère et forme généralement une chambre magmatique, un grand réservoir de magma. Ce magma, entrainé soit par du magma excédentaire soit par les gaz qui s'en échappe, peut remonter jusqu'à la surface par la cheminée ou par des failles. On assiste alors à la formation d'un volcan, généralement composé d'un cratère ou d'une caldeira (large dépression de terrain) au débouché de la cheminée principale autour du quelle se forme le corps du volcan.
On recense aujourd'hui près de 1670 volcans actifs c'est à dire des volcans ayant présenté une éruption dans les derniers
10 000 ans.
3. Les 3 grands types de volcanismes
On distingue trois type de configurations géologiques propices à la création d'un volcan :
- Le volcanisme de subduction
- Le volcanisme d'accrétion
- Le volcanisme d'intra-plaque (ou point chaud)
3.1 Le volcanisme de subduction
La subduction est l’enfoncement progressif d’une plaque lithosphérique (océanique) plus dense sous une autre (continentale ou océanique). L’eau, en son sein, se libère une fois en profondeur diminuant la température de fusion des matériaux du manteau ce qui favorise la création de magma liquide. On assiste alors généralement à la création de strato-volcans fortement explosifs. L'exemple le plus représentatif est la Ceinture de feu du Pacifique.
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| Schéma d'une zone de subduction |
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| Le Mont Fuji (Japon) |
Voici un exemple typique de strato-volcan : le Mont Fuji au Japon. Ils sont reconnaissables par leur forme conique aux pentes très importantes (dues à leur lave, très visqueuse, qui à du mal à s'écouler sur leurs flancs).
Phénomènes liés au volcanisme de subduction
Les zones de subduction sont le siège des éruptions vulcaniennes, peléennes et pliniennes. L’éruption vulcanienne se caractérise par une accumulation de lave visqueuse au dessus de la cheminée principale (pouvant former un dôme). La pression des gaz augmente et finie par expulser une grande quantité de cendres, de scories (fragment de lave de plus de 2 cm) et de bombes volcaniques autour du cône principal.
On retrouve la même caractéristique dans des éruptions plus violentes dites pliniennes mettant en jeu bien plus de matières et générant un imposant panache de poussières en forme de parasol.
L’éruption peléenne, quant à elle, commence par la formation d’un dôme de lave (au niveau du cratère ou sur les flancs) qui lors d’une éruption va exploser et s’effondrer le long de ces flancs provoquant une coulée pyroclastique (ou nuée ardente).
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| Illustration d'éruptions vulcanienne, peléenne et plinienne (de gauche à droite) |
Les nuée ardentes (ou pyroclastique)
On distingue trois grands types de nuée ardentes :
- la nuée ardente de type péléenne (A) : elle apparaît au cours d'une éruption du même nom et provient de l’effondrement d'un dôme de lave préalablement formé.
- la nuée ardente de type Saint Vincent (B) : Lors d'une éruption plinienne notamment, le panache est si chargé en matières solide que celui-ci retombe sur les flancs du volcans provoquant ainsi ces nuées ardentes.
- la nuée ardente de type Mérapi (C) : elle est due à l’effondrement spontanée d'une dôme ou d'un front de lave. Elle est particulièrement dangereuse car elle survient en absence d'éruption.
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| Les différents type de nuée ardentes |
3.2 Le volcanisme d'accrétion
L’accrétion est la zone de séparation de deux plaques lithosphérique provoquant un amoindrissement de l’épaisseur ce qui provoque une baisse de pression et la création de failles. Le magma fluide du manteau peut ainsi rejoindre la surface et former des volcans fissuraux à caractère effusifs.
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| Schéma du phénomène d'accrétion |
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| Le volcan fissural Bardarbunga en Islande |
Phénomènes liés au volcanisme d'accrétion
Le volcanisme d'accrétion , au même titre que celui des points chaud, se manifeste par 2 types d’éruptions : hawaïenne et strombolienne.
Les éruptions hawaïennes sont des écoulements continues de lave (en fontaine ou en coulée) accompagnée parfois de quelques explosions de faible puissance. Les éruptions stromboliennes font intervenir des laves légèrement plus visqueuses si bien que ce type d’éruption est tantôt effusive tantôt éruptive avec éjection de matières solides.
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| Illustration d'éruptions hawaïenne et strombolienne (de gauche à droite) |
3.3 Le volcanisme d'intra-plaque (ou point chaud)
Le volcanisme d'intra-plaque (ou point chaud) se caractérise par une remontée de magma fluide en panache perçant la lithosphère et menant le plus souvent à la formation de volcans effusifs de type volcans boucliers. Le point chaud restant fixe contrairement à la plaque, on observe la création d’une chaîne de volcans suivant le déplacement de cette dernière. L'archipel d'Hawaï en est un parfait exemple.
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| Illustration d'un point chaud et de ses conséquences |
Un volcan bouclier parmi tant d'autres : le Piton de la Fournaise à la Réunion. Du fait de sa grande viscosité, la lave s'écoule facilement sur les flancs du volcan . On observe alors des pentes très régulières de faibles inclinaisons qui s'étendent sur une grande étendue (ressemblant à un bouclier posé sur le sol d'où son nom). 4. Petite précision sur la nature du magma
Le magma est un mélange de roches et de gaz dissous (H2O,CO2, SO2…). Au fur et à mesure de sa remontée vers la surface, la pression des roches avoisinantes devient de moins en moins important et un dégazage s'opère séparant les gaz de la roche en fusion. A ce stade, cette dernière est alors appelée lave.
La nature plus ou moins visqueuse d'un magma est régie en partie par sa composition. Ainsi on distingue plusieurs paramètres importants :
- la température : plus un magma est chaud, moins il est visqueux
- La teneur en silice : le magma est d'autant plus visqueux qu'il est riche en silice, on dit alors qu'il est acide (>66% de silice). On dit au contraire qu'il est ultra-basique si la teneur est inférieur à 45%.
- La présence d'eau : si la concentration en eau est élevé, le magma sera moins visqueux
- La présence de gaz : il y a diminution de la viscosité en présence de gaz.
C'est principalement la viscosité d'un magma qui définit son explosivité et sa dangerosité. En effet dans le cas d'un magma très visqueux, lors du dégazage, les gaz ne peuvent s'échapper facilement et s'accumulent alors sous forme de bulles au sein du matériau, augmentant ainsi sa pression interne jusqu'à l'éruption.
5. D'autres phénomènes liés aux volcans
5.1 Lorsque l'eau est déterminante
5.1.1 Dans les océans
Lorsque le magma émerge au fond des océans sur le plancher océanique, la forte pression hydrostatique empêche les explosions et provoque l’épanchement de la lave en forme de « pillow lava ». En revanche lorsque l’épaisseur d’eau est faible, le mélange eau/lave est détonnant du fait de la vaporisation possible et immédiate de l’eau, il s’agit alors d’une éruption dites surtyenne.
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| Illustration d'une éruption surtyenne |
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| Naissance de Surtsey (1963) |
5.1.2 Sur la Terre
Lorsque le magma ascendant rencontre ou s’approche
d’une grande quantité d’eau comme une nappe phréatique, celle ci se vaporise alors violemment du fait de la température du magma.
On distingue alors deux cas :
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| éruption phréato-magmatique du Mt St Helens (1980) |
- les éruptions phréatiques où le panache est uniquement composé d’eau.
- les éruptions phréato-magmatiques où le panache résultant est composé d’un mélange d’eau et de particules solides. On observe alors la formation d’un cratère, appelé "maar". Suite aux précipitations (ou une source d'eau proche), ces maars deviennent très souvent par la suite des lacs (comme le lac Pavin en France)
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| Le lac Pavin, un cratère de maar |
Aussi, il peut arriver, au cours d’une éruption,
que l’eau des glaciers située au sommet du volcan fonde et se déverse sur ces
flancs charriant les poussières et les roches avoisinantes devenant ainsi un
lahar. Cela peut également se produire avec l’arrivée d’une nuée ardente sur
une grande quantité d’eau ou en cas de pluies importantes lors d’une éruption.
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| Exemple de Jökulhlaup ayant détruit un pont |
Sources
Internet :Lave-volcan.com (l'association volcanologique européenne/ pour le magmatisme)
Science.vulcania.com (généralités)
geographie.savoir.fr (pour les éruptions)
www2.istp.org (généralités)
www.uved.fr (Université Virtuelle Environnement et Développement durable/pour nuée ardentes et lahars)
www.cnrs.fr (pour magmatisme)
lesvolcansdumonde.blog4ever.net (généralités)
Bibliographie :
Guide encyclopédique des volcans, Patrick Barois
Géologica : la dynamique de la terre, Robert R. Coenraads
Autres :
Site de Vulcania
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