Volcan

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Le mot volcan trouve son étymologie dans le nom du dieu romain du feu Vulcain, Hephaistos en grec

C'est un relief, résultant de coulées de lave issues du magma et de l'accumulation de roches et de cendres (ejecta) formant souvent un [[cône (forme)|].

Un volcan est formé de trois parties :

  1. Le réservoir de magma, situé en profondeur ;
  2. Une ou plusieurs cheminées faisant communiquer le réservoir et la surface ;
  3. La montagne volcanique située à la surface, celle-ci pouvant être de formes diverses.

Le volcanisme est l'ensemble des phénomènes qui accompagnent les remontées de magma dans un volcan. La volcanologie est l'étude de ses phénomènes et un volcanologue est le chercheur qui les étudie, afin, entre autres, d'en prévoir les épisodes et les effets souvent dévastateurs.

*Voir l'article détaillé Volcanologie, pour les types d'éruption et les phénomènes volcaniques (coulée de lave, nuée ardente, lahar ...)

Image:Volcano q.jpg

Sommaire

Classification

Les éruptions volcaniques se classent en familles, en fonction des différentes manières dont sont émises les laves (coulées, explosions faibles ou fortes, panache de cendres ou non, etc.). Autrefois, alors que la volcanologie n'en était qu'à ses débuts, on utilisait une typologie basée sur l'étude de quelques volcans. L'observation plus approfondie d'un plus grand nombre de volcans montre une classification plus complexe (voir le paragraphe "Nouveaux critères de classement").

Ancienne classification

Image:Pyroclastic flows at Mayon Volcano.jpg

Elle est basée sur l'observation d'un petit nombre de volcans et déterminée par les produits expulsés par le cratère :

  • les éruptions vulcaniennes

Les laves émises sont assez visqueuses, ce qui favorise les manifestations explosives. Celles-ci sont brèves et forment des panaches de cendres d'ampleur généralement modérée. L'archétype est l'éruption de 1888-1890 du Vulcano, situé en Italie, dans les îles Éoliennes.

  • les éruptions stromboliennes

Leurs caractéristiques sont intermédiaires entre éruptions « hawaiienne » et « vulcanienne ». Elles se manifestent par des explosions plus ou moins importantes projetant de grandes quantité de bombes. Cette activité explosive peut s'accompagner de coulées de lave. L'archétype est l'activité du Stromboli, situé sur l'île du même nom au large de la Sicile

  • les éruptions péléennes

Cette catégorie tire son nom de l'éruption de 1902-1904 de la Montagne Pelée, célèbre volcan de la Martinique qui fit presque 30 000 morts en 1902. Cette activité se marque par la formation d'un dôme pulvérisé par une très puissante explosion latérale, suivie de coulées pyroclastiques (ce qu'on appelle aussi « nuées ardentes »).

  • les éruptions pliniennes

Ces éruptions tirent leur nom de celle du Vésuve en août 79 et dont Pline le Jeune fit la description. Généralement précédées d'explosions des nappes d'eau souterraine (éruptions phréatiques), les éruptions pliniennes se caractérisent par de violentes explosions à cratère ouvert projetant un panache de cendres et de ponces à haute altitude (de 10 à 20 km en général). Après quelques temps, ce panache s'effondre sous son propre poids, générant des coulées dévalant à très grande vitesse les flancs du volcan, en particulier dans le lit des rivières. Le pouvoir destructeur de telles éruptions est souvent supérieur à celui des éruptions péléennes en raison du volume de matériaux rocheux émis et de la violence des explosions.

  • les éruptions hawaiiennes

Il s'agit d'éruptions effusives, continues et caractérisées par des coulées de lave fluides.

  • On parle aussi d'éruption cataclysmique dans les cas les plus destructeurs, comme pour l'éruption qui détruisit Pompéi ou Saint-Pierre en Martinique.

Nouveaux critères de classement

Image:Destructive plate margin.png On peut classer les volcans selon le principe de dichotomie et croiser une multitude de critères afin d'obtenir une description plus fidèle à la réalité. On peut ainsi retenir plusieurs facteurs pour catégoriser un même volcan :

  • Selon sa genèse : deux situations courantes :
    • un rift subocéanique donne un volcanisme généralement effusif : sur les planchers océaniques (Atlantique par exemple), les volcans sous-marins produisent une grande quantité de basalte et sont à l'origine du phénomène d'accrétion.
    • le volcanisme des arcs tectoniques est plutôt explosif : Petites Antilles (Montagne Pelée), archipels de l'Océan Pacifique.
    • certains volcans échappent à ces localisations sur les limites de plaques : il s'agit des points chauds (dont le plus célèbre est celui d'Hawaii) ou encore le volcanisme intracontinental (plateau du Dekkan en Inde, Tibesti en Afrique).

Image:Volcan Popocatepetl.jpg

  • Selon son type d'activité :
    • Volcan éteint / actif : on distingue les volcans actifs, qui se manifestent, ou se sont manifestés à une époque historique, par des éruptions, et les volcans éteints (comme la chaîne des Puys en Auvergne, ou le volcan d'Agde), en sommeil depuis les temps géologiques. On considère que le volcan est éteint si sa dernière éruption remonte à plus de 50 000 ans. Il est soumis à l'érosion.
    • Pour les volcans actifs, on analyse son activité dans le temps présent : il peut être en sommeil ou bien en activité. Cette activité peut être permanente ou très irrégulière.
  • Selon la nature du magma, on pourra observer un volcanisme basique ou acide.
  • Selon la situation du volcan, on trouvera une volcanisme océanique ou continental
  • Selon la nature de son activité, le volcan peut être effusif ou explosif.
  • Selon la forme et la pente du volcan, qui dépendent elles-mêmes de l'histoire du volcan, des matériaux émis et du milieu naturel :
    • les cumulo-volcans ont une pente forte et ressemblent à des dômes.
    • les volcans-boucliers ont pente faible : le magma très fluide se déverse dans toutes les directions. Les éruptions sont effusives. Exemples : Hawaii et Islande.
    • les strato-volcans ont une pente modérée avec une architecture plus complexe, essentiellement construite par des scories.
  • Selon le conduit de l'édifice volcanique :
    • les volcans centraux n'ont qu'un seul conduit.
    • les volcans linéaires ou fissuraux ont une fracture en guise de conduit, situation que l'on trouve dans les régions de rift.
  • Selon la fréquence des éruptions :
    • les volcans monogéniques ont une éruption unique.
    • les volcans polygéniques ont connu plusieurs éruptions qui font un entassement, une superposition. Les stratovolcans, résultent de l'empilement des épanchements de laves successifs.
    • Volcanisme tholéitique / volcanisme alcalin


Ainsi, selon ces critères, on dira que :

  • Le volcan Etna (Sicile, Italie) est un stratovolcan en activité permamente (émission quasi continue de gaz), d'origine océanique et d'activité plutôt effusive. Il a plusieurs cratères (volcan polygénique)
  • Le volcan du Mont Saint Helens (États-Unis, dans l'état de Washington) a longtemps été en sommeil, mais son activité explosive a repris en 1980.

Géomorphologie des régions volcaniques

Pour les différents aspects de la lave (pillow-lava, tunnel de lave, lave en dalles...), voir cet article. L'activité volcanique produit des roches magmatiques (aussi qualifiées d'ignées ou d'éruptives) formées par la solidification de magmas, dont :

    • les roches plutoniques qui se sont refroidies lentement dans la chambre magmatique. Elles affleurent à la surface après un long processus d'érosion ;
    • les roches volcaniques, refroidies brutalement en surfaces après une éruption volcanique.

L'édifice volcanique

Image:Whaleback 2-22-05.jpg Sa forme dépend de son histoire, de la nature de la lave et des éruptions, de l'érosion, du milieu naturel : ainsi le volcanisme sous-marin ne donne presque jamais de cône ...

  • Cratère
  • Guyot
  • Les flancs du volcan lui donnent un aspect plus ou moins conique. On y trouve :
    • Des roches volcaniques : basalte, obsidienne, pyroclastites (appelée encore tephra ou ejecta). On classe les pyroclastites en trois catégories, en fonction de leur taille :
      • les cendres mesurent moins de 2 mm
      • les lapilli sont des fragments de roche de plus de 2 mm à quelques centimètres
      • les blocs (de forme anguleuse) et les bombes (de forme globuleuse) sont plus gros (plus de 5 centimètres)

On distingue aussi les ponces (qui comportent de nombreuses vacuoles) et les scories moins légères et plus rudes au toucher.

Formes et types de relief créés par l'activité volcanique

  • Les plateaux basaltiques : Trapps du Deccan en Inde, Plateau de la Columbia aux États-Unis.
  • Les plateaux d'ignimbrites sont de vastes étendues recouvertes par les dépôts successifs de nuées ardentes débordantes à magma très acide.
  • Le tuf est une roche composée de matériaux mêlés aux pyroclastites qui se cimentent sous l’action de l’eau. En fonction des ejecta accumulés, on distingue le tuf de cendres, le tuf ponceux, le tuf chaotique (blocs et cendres).
  • dyke et sill

Formes de relief volcanique érodé

Image:Dikes-large New Mexico.jpg L'érosion est plus ou moins forte selon le milieu naturel ; elle dépend de plusieurs facteurs qui peuvent se combiner:

  • gravité (pentes du volcan)
  • précipitations
  • vents
  • températures
  • action de la végétation
  • action de l'eau (fleuve, glacier, mer)

L'activité volcanique produit elle-même des forces érosives : les coulées de lave modifient sans cesse le paysage, les explosions peuvent agrandir le cratère et le transformer en caldera. Image:Craterlake1.jpg

    • Caldera : immense cratère effondré sur lui-même.
    • Les dykes, composés de roches dures, peuvent résister longtemps à l'érosion.
    • Les necks sont des pitons mis en évidence par l'érosion.
    • Les planèzes (mot auvergnat).
    • Les mesas sont des plateaux d'origine volcanique, disséqués par l'érosion.
    • Horst volcano-tectonique

Phénomènes paravolcaniques

Image:Ynp-old-faithful.jpg

Les risques liés au volcanisme

Risques pour les Hommes et leurs activités

  • coulées de lave : elles détruisent tout sur leur passage.
  • projection de tephra (ejecta)
  • nuées ardentes : avalanches sèches de blocs très dangereuses : celle de la Montagne Pelée en Martinique a fait près de 30 000 morts et a parcouru les pentes du volcan à 600 Km/heure.
  • gaz : les touristes imprudents s'exposent au risque d'asphyxie
  • coulée boueuse ou lahar : lors de l'éruption du Mont Saint Helens, le 18 mai 1980, les coulées de boue submergèrent et détruisirent des dizaines de milliers d'hectares de forêts, emportant d'énormes troncs d'arbres et des rochers qui détruisirent toutes les infrastructures routières. L'ancienne vallée de la rivière Columbia fut comblée par 150 m de dépôts.
  • glissement de terrain
  • tsunami : l'éruption du Krakatoa en Indonésie (27 août 1883) engendra un raz-de-marée dont la vague fut perceptible jusqu'en Europe.

Prévention des risques

  • Voir l'article détaillé Vulcanologie
  • L'observation permet de prévoir une éruption plus facilement qu'un séisme. Elle permet d'engager l'évacuation de la zone menacée.
  • Tentative de détournement de la lave : Etna.

Atouts liés au volcanisme

Image:Hveragerdi5.jpg

  • Les dépôts de cendres rendent les sols fertiles : les agriculteurs l'ont bien compris depuis l'Antiquité.
  • Les produits volcaniques sont utilisés comme matériaux de construction : la cathédrale de Clermont-Ferrand est édifiée grâce à la pierre volcanique.
  • Les activités paravolcaniques sont aussi exploitées par les Hommes : l'énergie géothermique est utilisée en Islande et aux États-Unis ; les geysers du parc du Yellowstone attirent des milliers de touristes. Les sources d'eau chaude permettent le développement du thermalisme (Japon, Islande etc.).

Quelques volcans célèbres

Image:Arenal panache.jpg

La plupart des volcans se concentrent sur la ceinture de feu du Pacifique. LIslande compte plus de 200 volcans (voir l'article détaillé Volcans d'Islande).

Sur la Terre

Dans l'ordre alphabétique :

Dans le système solaire

En dehors de la Terre, on ne connaît à ce jour qu'un seul corps céleste où ont été observés des volcans en activité : Io, un satellite naturel de Jupiter. Cependant, le volcanisme d'Io est différent de celui de la Terre : il est dû à l'intensité des forces de marée qu'exerce sur lui Jupiter (la plus grosse planète du système solaire).

Sur Triton, la lune de Neptune, la sonde Voyager 2 a toutefois observé des éjections de matériaux (azote liquide, méthane, poussières) à des altitudes qui pouvaient atteindre 8 km et qui sont peut-être assimilables à des volcans.

La planète Mars accueille un volcan éteint mais gigantesque : Olympus Mons avec ses 27 km de haut est ainsi la plus haute montagne du système solaire. Toutefois, l'observation de coulées récentes (en termes géologiques 30 millions d'années) sur les flancs d'Olympus Mons ainsi que le taux un peu trop élevé de méthane dans l'atmosphère martienne suggèrent une activité possible. Sur Mars on trouve aussi : Arsia Mons, Pavonis Mons, Ascraeus Mons, Elysium Mons, Albor Tholus, Hecates Tholus etc.

La planète Vénus est également candidate à la présence de volcans extra-terrestres actifs, mais les observations restent difficiles. On sait seulement -- depuis les observations radar de la sonde Magellan -- que les cônes volcaniques y sont très nombreux (plus de 7000) et l'activité tectonique y est encore sensible (rides et failles en sont les témoins).

Voir aussi

Le Wiktionnaire propose un article pour « volcan ».
Wikimedia Commons possède des documents multimédia sur Volcans.

 

Bibliographie

  • Jacques-Marie Bardintzeff, Les Volcans, Minerva, 2004, ISBN 2830707559
  • Bernhard Edmaier, Volcans, Fernand Nathan, 2004, ISBN 2092610996
  • Jacques Kornprobst, Christine Laverne, Les Volcans, comment ça marche ?, Editions du BRGM, 2002, ISBN 2847030174
  • Maurice Krafft, Les feux de la terre : Histoires de volcans, Découvertes Gallimard, 2003, ISBN 2070429008
  • Patrick de Wever, Le volcanisme : Cause de mort et source de vie, Vuibert, 2003, ISBN 2711752933

Liens externes

  1. REDIRECT Modèle:Portail sciences de la Terre et de l'Univers
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