Volcan > بحث حول البراكين ~ باللغة الفرنسية | ملخص صغير ومفيد

volcan

Un volcan est un orifice de la croûte terrestre par où s'échappent des laves et/ou des tephras tels que les cendres. Ce magma provient de la fusion partielle du manteau et exceptionnellement de la croûte terrestre. Il se traduit en surface par un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement des matériaux émis. L'accumulation peut atteindre des milliers de mètres d'épaisseur formant ainsi des montagnes ou des îles. Selon la nature des matériaux, le type d'éruption, leur fréquence et l'orogenèse, les appareils volcaniques prennent des formes variées mais ayant souvent l'aspect d'une montagne conique, surmontée par un cratère ou une caldeira



Le lieu principal de sortie des matériaux lors d'une éruption se situe dans la plupart des cas au sommet du volcan, là où débouche la cheminée volcanique, mais il arrive que des ouvertures latérales apparaissent sur les flancs ou au pied du volcan.

Des volcanologues français divisent grosso modo les volcans du monde en deux types généraux:

les « volcans rouges » aux éruptions effusives relativement calmes et émettant des laves fluides sous la forme de coulées. Ce sont les volcans de « point chaud », et les volcans d' « accrétion » principalement représentés par les volcans sous-marins des dorsales océaniques ;
les « volcans gris » aux éruptions explosives et émettant des laves pâteuses et des cendres sous la forme de nuées ardentes ou coulées pyroclastiques et de panaches volcaniques. Ils sont principalement associés au phénomène de subduction comme les volcans de la « ceinture de feu du Pacifique ».

On compte environ 1 500 volcans terrestres actifs dont une soixantaine en éruption par an. Les volcans sous-marins sont bien plus nombreux.

Le « volcanisme » est l'ensemble des phénomènes associés aux volcans et à la présence de magma. La « volcanologie » ou (beaucoup plus rarement) « vulcanologie » est la science de l'étude, de l'observation et de la prévention des risques des volcans.

Le terme « volcan » tire son origine de Vulcano, une des Îles Éoliennes nommée en l'honneur de Vulcain, le dieu romain du feu dont l'équivalent dans le panthéon grec est Héphaïstos.

Description

Structures et reliefs

Un volcan est formé de différentes structures que l'on retrouve en général chez chacun d'eux :

une chambre magmatique alimentée par du magma venant du manteau et jouant le rôle de réservoir et de lieu de différentiation du magma. Lorsque celle-ci se vide à la suite d'une éruption, le volcan peut s'affaisser et donner naissance à une caldeira. Les chambres magmatiques se trouvent entre dix et cinquante kilomètres de profondeur dans la lithosphère4 ;
une cheminée volcanique qui est le lieu de transit privilégié du magma de la chambre magmatique vers la surface ;
un cratère ou une caldeira sommitale où débouche la cheminée volcanique ;
une ou plusieurs cheminées volcaniques secondaires partant de la chambre magmatique ou de la cheminée volcanique principale et débouchant en général sur les flancs du volcan, parfois à sa base ; elles peuvent donner naissance à de petits cônes secondaires ;
des fissures latérales qui sont des fractures longitudinales dans le flanc du volcan provoquées par son gonflement ou son dégonflement ; elles peuvent permettre l'émission de lave sous la forme d'une éruption fissurale.

Forme des volcans

La classification la plus courante dans les ouvrages de vulgarisation distingue trois types de volcans suivant le type de lave qu'ils émettent et le type d'éruption :

en volcan bouclier lorsque son diamètre est très supérieur à sa hauteur en raison de la fluidité des laves qui peuvent parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; le Mauna Kea, l'Erta Ale ou le Piton de la Fournaise en sont des exemples ;
en stratovolcan lorsque son diamètre est plus équilibré par rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité des laves ; il s'agit des volcans aux éruptions explosives comme le Vésuve, le mont Fuji, le Merapi ou le mont Saint Helens ;
en volcan fissural formé par une ouverture linéaire dans la croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la lave fluide ; les volcans des dorsales se présentent sous forme de fissure comme le Laki ou le Krafla.

Comme toute classification de phénomènes naturels, beaucoup de cas sont intermédiaires entre les types purs : l'Etna ressemble à un stratovolcan posé sur un volcan bouclier, Hekla est à la fois un stratovolcan et un volcan fissural, les éruption des volcans boucliers d'Hawaï démarrent souvent par l'ouverture d'une fissure. Dans Volcanoes of the World, Tom Simkin and Lee Siebert listent 26 types morphologiques. Sans aller aussi loin, on peut ajouter aux précédents deux types très différents :

les complexes de caldeira rhyolitiques, comme la caldeira de Yellowstone, qui n'ont pas d'édifice volcanique,
les champs monogénétiques, qui présentent de multiples édifices comme des cônes de scories édifiés chacun en une seule fois,

et diviser les volcans fissuraux en :
trapps
dorsales océaniques.

Matériaux ignés:

Magma
Le magma est le matériau de consistance fluide à visqueuse, sous pression, contenant des gaz volcaniques, non cristallisé qui s'est formé à partir de la fusion partielle ou totale du manteau (anatexie) au niveau d'un point de chaleur comme un point chaud, de décompression comme une dorsale et/ou d'un apport d'eau comme une fosse de subduction. Généralement, ce magma remonte vers la surface en raison de sa densité plus faible et se stocke dans la lithosphère en formant une chambre magmatique. Dans cette chambre, il peut subir une cristallisation totale ou partielle et/ou un dégazage qui commence à le transformer en lave. Si la pression et la cohésion des terrains qui le recouvrent deviennent insuffisantes pour le contenir, il remonte le long d'une cheminée volcanique (où la baisse de pression due à la remontée produit un dégazage qui diminue encore la densité de l'émulsion résultante) pour être émis sous forme de lave, c'est-à-dire totalement ou partiellement dégazé

Tephras et laves
Selon que le magma provienne de la fusion du manteau ou d'une partie de la lithosphère, il n'aura ni la même composition minérale, ni la même teneur en eau ou en gaz volcanique, ni la même température. De plus, selon le type de terrain qu'il traverse pour remonter à la surface et la durée de son séjour dans la chambre magmatique, il va soit se charger soit se décharger en minéraux, en eau et/ou en gaz et va plus ou moins se refroidir. Pour toutes ces raisons, les tephras et les laves ne sont jamais exactement les mêmes d'un volcan à un autre, ni même parfois d'une éruption à une autre sur le même volcan, ni au cours d'une éruption, qui voit généralement la lave la plus transformée et donc la plus légère émise au début.

Les matériaux émis par les volcans sont généralement des roches composées de microlites noyés dans un verre magmatique. Dans le basalte, les minéraux les plus abondants sont la silice, les pyroxènes et les feldspaths alors que l'andésite est plus riche en silice et en feldspaths. La structure de la roche varie également : si les cristaux sont fréquemment petits et peu nombreux dans les basaltes, ils sont en revanche généralement plus grands et plus nombreux dans les andésites, signe que le magma est resté plus longtemps dans la chambre magmatique10. 95 % des matériaux émis par les volcans sont des basaltes ou des andésites.

Le matériau le plus connu émis par les volcans est la lave sous forme de coulées. De type basaltique provenant de la fusion du manteau dans le cas d'un volcanisme de point chaud, de dorsale ou de rift ou andésitique provenant de la fusion de la lithosphère dans le cas d'un volcanisme de subduction12, plus rarement de type carbonatique, elles sont formées de laves fluides qui s'écoulent le long des flancs du volcan. La température de la lave est comprise entre 700 et 1 200 °C14 et les coulées peuvent atteindre des dizaines de kilomètres de longueur, une vitesse de cinquante kilomètres par heure et progresser dans des tunnels de lave. Elles peuvent avoir un aspect lisse et satiné, appelée alors « lave pahoehoe » ou « lave cordée », ou un aspect rugueux et coupant, appelée alors « lave aa ». Les coulées de ces laves, faisant parfois plusieurs mètres d'épaisseur, peuvent mettre des dizaines d'années à se refroidir totalement15. Dans certains cas exceptionnels, de la lave en fusion peut remplir le cratère principal ou un cratère secondaire et former un lac de lave. La survie des lacs de lave résulte d'un équilibre entre apport de lave venant de la chambre magmatique et débordement à l'extérieur du cratère associé à un brassage permanent par des remontées de gaz volcanique afin de limiter le durcissement de la lave. Ces lacs de lave ne naissent que lors d'éruptions hawaïennes, la grande fluidité de la lave permettant la formation et le maintien de ces phénomènes. Le Kilauea à Hawaii et le Piton de la Fournaise à la Réunion sont deux volcans qui possèdent des lacs de lave lors de certaines de leurs éruptions. L'Erta Ale en Éthiopie et le mont Erebus en Antarctique sont parmi les seuls volcans au monde à posséder un lac de lave de manière quasi-permanente. Lors de certaines éruptions de l'Erta Ale, son lac de lave se vide ou au contraire son niveau remonte jusqu'à déborder et former des coulées sur les pentes du volcan
Le plus souvent, les matériaux volcaniques sont composés de tephras ; ce sont les cendres volcaniques, les lapilli, les scories, les pierres ponces, les bombes volcaniques, les blocs rocheux ou basaltiques, les obsidiennes, etc. Il s'agit de magma et de morceaux de roche arrachés du volcan qui sont pulvérisés et projetés parfois jusqu'à des dizaines de kilomètres de hauteur dans l'atmosphère. Les plus petits étant les cendres, il leur arrive de faire le tour de la Terre, portées par les vents dominants. Les bombes volcaniques, les ejectas les plus gros, peuvent avoir la taille d'une maison et retombent en général à proximité du volcan. Lorsque les bombes volcaniques sont éjectées alors qu'elles sont encore en fusion, elles peuvent prendre une forme en fuseau lors de leur trajet dans l'atmosphère, en bouse de vache lors de leur impact au sol ou en croûte de pain en présence d'eau. Les lapilli, qui ressemblent à de petits cailloux, peuvent s'accumuler en épaisses couches et former ainsi la pouzzolane. Les pierres ponces, véritable mousse de lave, sont si légères et contiennent tellement d'air qu'elles peuvent flotter sur l'eau. Enfin quand de fines gouttes de laves sont éjectées et portées par les vents, elles peuvent s'étirer en de longs filaments appelés « cheveux de Pélé »

Gaz volcaniques

Les magmas contiennent des gaz volcaniques dissous. Le dégazage des magmas est un phénomène déterminant dans le déclenchement d'une éruption et dans le type éruptif. Le dégazage fait monter le magma le long de la cheminée volcanique ce qui peut donner le caractère explosif et violent d'une éruption en présence d'un magma visqueux.

Les gaz volcaniques sont principalement composés de :

vapeur d'eau à teneur de 50 à 90 % ;
dioxyde de carbone à teneur de 5 à 25 % ;
dioxyde de soufre à teneur de 3 à 25 %.

Puis viennent d'autres éléments volatils comme le monoxyde de carbone, le chlorure d'hydrogène, le dihydrogène, le sulfure d'hydrogène, etc. Le dégazage du magma en profondeur peut se traduire à la surface par la présence de fumerolles autour desquelles des cristaux, le plus souvent de soufre, peuvent se former.

Origine du volcanisme



D'après la théorie de la tectonique des plaques, le volcanisme est intimement lié aux mouvements des plaques tectoniques. En effet, c'est en général à la frontière entre deux plaques que les conditions sont réunies pour la formation de volcans.



Volcanisme de divergence
Dans le rift des dorsales, l'écartement de deux plaques tectoniques amincit la lithosphère, entrainant une remontée de roches du manteau. Celles-ci, déjà très chaudes à environ 1 200 °C, se mettent à fondre partiellement en raison de la décompression. Cela donne du magma qui s'infiltre par des failles normales. Entre les deux bords du rift, des traces d'activités volcaniques telle que des « pillow lava » ou « lave en coussin » se forment par une émission de lave fluide dans une eau froide. Ces roches volcaniques constituent ainsi une bonne partie de la croûte océanique en formation.

Les « chaines volcaniques axiales » de l'Afar sont de type « océaniques » (au plan tectonique et magmatique) et assurent le relai entre les vallées axiales de la mer Rouge et celles du golfe d'Aden, de sorte que la frontière des plaques entre l'Afrique et l'Arabie ne passe pas « en mer » par le détroit de Bab-el-Mandeb, mais à terre à travers l'Afar. La nature de la tectonique et du volcanisme de l'Afar se distingue ainsi de celle du rift africain, qui reste un « rift continental » n'ayant pas donné lieu à la génération de croûte océanique nouvelle.



Volcanisme de subduction

Lorsque deux plaques tectoniques se chevauchent, la lithosphère océanique, glissant sous l'autre lithosphère océanique ou continentale, plonge dans le manteau et subit des transformations minéralogiques. L'eau contenue dans la lithosphère plongeante s'en échappe alors et vient hydrater le manteau, provoquant sa fusion partielle en abaissant son point de fusion. Ce magma remonte et traverse la lithosphère chevauchante, créant des volcans. Si la lithosphère chevauchante est océanique, un arc volcanique insulaire se formera, les volcans donnant naissance à des îles. C'est le cas des Aléoutiennes, du Japon ou des Antilles. Si la lithosphère chevauchante est continentale, les volcans se situeront sur le continent, en général dans une cordillère. C'est le cas des volcans des Andes ou des Rocheuses. Ces volcans sont en général des volcans gris, explosifs et dangereux. Cela est dû à leur lave visqueuse car riche en silice, qui a du mal à s'écouler; de plus les magmas qui remontent sont riches en gaz dissous (eau et dioxyde de carbone), dont la libération soudaine peuvent former des nuées ardentes. La « ceinture de feu du Pacifique » est formée en quasi majorité de ce type de volcan.

Volcanisme intra-plaque et de point chaud

l arrive parfois que des volcans naissent loin de toute limite de plaque lithosphérique (il pourrait y avoir plus de 100 000 montagnes sous marines de plus de 1 000 mètres19). Ils sont en général interprétés comme des volcans de point chaud. Les points chauds sont des panaches de magma en fusion venant des profondeurs du manteau et perçant les plaques lithosphériques. Les points chaud étant fixes, alors que la plaque lithosphérique se déplace sur le manteau, des volcans se créent successivement et s'alignent alors, le plus récent étant le plus actif car à l'aplomb du point chaud. Lorsque le point chaud débouche sous un océan, il va donner naissance à un chapelet d'îles alignées comme c'est le cas pour l'archipel de Hawaii ou des Mascareignes. Si le point chaud débouche sous un continent, il va alors donner naissance à une série de volcans alignés. C'est le cas du mont Cameroun et de ses voisins. Cas exceptionnel, il arrive qu'un point chaud débouche sous une limite de plaque lithosphérique. Dans le cas de l'Islande, l'effet d'un point chaud se combine à celui de la dorsale médio-atlantique, donnant ainsi naissance à un immense empilement de lave permettant l'émersion de la dorsale. Les Açores ou les Galápagos sont d'autres exemples de points chauds débouchant sous une limite de plaque lithosphérique, en l'occurrence des dorsales.

Néanmoins de nombreux volcans intra-plaque ne se présentent pas sur des alignements permettant d'identifier des points chauds profonds et permanents

Volcans sous-marins:



Les volcans sous-marins sont les plus nombreux sur Terre. On estime que 75 % des volcans et des matériaux ignés émis par les volcans le sont au niveau des dorsales océaniques. Les volcans faille se trouvent en grande majorité le long des dorsales océaniques où ils émettent des laves fluides. Ces laves, soumises aux eaux froides comprises entre un et deux degré Celsius et à la forte pression, prennent la forme de boules : ce sont les « pillow lavas ».

Les autres volcans situés le long des fosses de subduction et ceux formés par un point chaud donnent naissance à une montagne sous-marine à sommet plat et à pente très raide : un guyot. Lorsqu'un volcan sous-marin parvient à atteindre la surface, il émerge dans une éruption de type surtseyenne. Deux volcans sous-marins sont célèbres et surveillés : le Loihi qui sera le prochain volcan d'Hawaii à émerger de l'océan Pacifique et le Kick-'em-Jenny au nord de l'île de la Grenade dans les Antilles et qui est très proche de la surface et a une activité explosive.
Volcans dans les médias

L'éruption d'un volcan à proximité d'une zone peuplée est très souvent vécu comme un évènement majeur dans la vie d'un pays car, outre le caractère spectaculaire et inattendu d'une éruption, celle-ci nécessite une surveillance et parfois l'évacuation et la prise en charge des personnes en danger.

Les volcans sont parfois les acteurs principaux de certains films catastrophes comme Le Pic de Dante et Volcano ou le docu-fiction Supervolcan de la BBC et de Discovery Channel qui met en scène le réveil du supervolcan de Yellowstone dans une éruption d'indice d'explosivité volcanique de .

Plus couramment, les volcans font l'objet de nombreux documentaires télévisés scientifiques, informatifs ou de vulgarisation.