La question se pose depuis qu'un chercheur de l'Institut des Sciences de la Terre d'Orléans (CNRS/Universités d'Orléans et de Tours) a bâti avec un collègue américain un modèle théorique qui prouve que le réveil d'un volcan pourrait s'effectuer en quelques mois seulement, annonce le CNRS.

Un modèle théorique qui révolutionne les certitudes

Ce point de vue révolutionne les certitudes des spécialistes qui pensaient qu'il fallait au moins plusieurs siècles pour que la chambre magmatique d'un volcan se remplisse de lave jeune montant des entrailles de la Terre.

Une chambre magmatique est le grand réservoir de lave, enfoui à plusieurs kilomètres de profondeur sous un volcan, qui l'alimente en roche en fusion.

Après l'éruption d'un volcan, la lave refroidit et devient visqueuse. Les scientifiques pensaient qu'il fallait des centaines voire des milliers d'années pour qu'une nouvelle poussée de lave fluidifie cette vieille lave en la chauffant et pour que l'intégralité du réservoir entre en fusion.



Un volcan peut redevenir actif en quelques mois seulement Selon leur modèle mathématique, lorsque de la lave fraîche et chaude remonte des profondeurs et arrive sous la chambre, elle fait fondre la lave visqueuse qui constitue les racines du réservoir, explique le CNRS.

Cette lave nouvellement fondue devient alors légère et entame une ascension à travers la chambre, forçant le reste de la pâte visqueuse à se mélanger. C'est ce processus de mélange qui permet à la chaleur de diffuser cent fois plus vite dans la chambre que les volcanologues ne le prévoyaient.

En fonction de la taille de la chambre et de la viscosité des roches qu'elle contient, quelques mois peuvent alors suffire à raviver son activité.

Vérification faite sur le volcan Pinatubo

Les deux chercheurs ont vérifié la validité de leur modèle sur l'éruption du Pinatubo aux Philippines, en mars 1991, qui avait causé 1 000 morts et l'évacuation de deux millions de personnes, et celle, en cours, du volcan de Montserrat, dans les Caraïbes.

Dans les deux cas, des secousses sismiques précédant l'éruption avaient indiqué l'arrivée de lave fraîche sous le réservoir refroidi.

En tenant compte de divers paramètres physiques connus des deux volcans concernés (température des laves en jeu, taille du réservoir, concentration en cristaux déduite de l'étude des laves...), les deux scientifiques ont réussi à reproduire approximativement les durées entre ces signaux d'alarme et les éruptions.

Par exemple, pour le Pinatubo, le modèle mathématique a prédit que 20 à 80 jours suffisaient pour remobiliser la chambre sous-jacente, alors que la théorie classique envisageait, elle, 500 ans.



Il faudra regarder de plus près les chambres magmatiques Ces recherches vont certainement pousser la communauté des volcanologues à s'intéresser davantage aux paramètres physiques des chambres magmatiques.

"En déterminant ces paramètres, on pourra en effet peut-être un jour, grâce à ce nouveau modèle, estimer combien de temps après avoir frissonné, un volcan va se réveiller", écrit joliment le CNRS.

Source : Les infos vertes

Merci mamie, à l'école j'ai parlé de ton article, bon je me suis pas souvenu de tout mais la maîtresse elle a dit que c'était intéressant. En vrai je crois qu'elle savait mais elle m'a écouté quand même.

Les risques volcaniques

Les volcans ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe, mais leur localisation est intimement liée à la tectonique des plaques.

Ainsi, il existe trois grands types de volcans :

1. les volcans des chaînes de subduction

• continentale : ceinture de feu du Pacifique,

• océanique : arcs insulaires (Indonésie, Caraïbes, arc Tyrrhénien en Italie et arc Egéen en Grèce (Santorin).

2. Les volcans de rift

• dorsales médio-océaniques (dorsale médio-Atlantique qui émerge en Islande ou à Ste Hélène),

• rifts continentaux (africain).

3. Les volcans isolés des points chauds :

• Réunion,

• Hawaii,

• Polynésie,

• Erebus

A la différence des zones de subduction caractérisées par un volcanisme explosif donnant des volcans "gris", les dorsales et les points chauds sont responsables d'un volcanisme avant tout effusif. Les risques en seront d'autant plus importants dans le premier cas.

Ce dossier est axé sur les problématiques de risques qui leur sont liés : de la simple menace aux dangers les plus importants et imprévisibles.

L'ensemble de dossier est réalisé essentiellement grâce à Notre Planète Info

Ces menaces sont principalement liées aux coulées de lave basaltique, les plus fluides, qui représentent aussi 90 % de l'activité effusive.

Leur dynamique doit être étudiée dans un premier temps afin d'être en mesure d'évaluer les risques potentiels et leurs moyens de prévention.

Les laves basaltiques sont produites dans deux types de situations structurales :

• Les coulées issues d'éruptions fissurales
  
  Ces éruptions se traduisent par des épanchements de lave le long de fissures et donnent des basaltes de plateau. Elles couvrent de vastes étendues, à la surface de la terre, et sont responsables de la topographie d'immenses trapps. La superposition de ces nappes génère de gigantesques marches d'escalier après l'action de l'érosion.
  
  Ces plateaux sont sans doute le résultat du refroidissement pendant des dizaines d'années d'immenses lacs de lave très fluide de type pahoehoe issue de longues fissures faisant jaillir des fontaines de lave (les volumes émis sont énormes : 1200 km3 pour la trapp de la Columbia).
  
  En général, les volumes des éruptions historiques sont beaucoup plus réduits : par exemple, une dizaine de km3 pour les éruptions fissurales du Laki (1783, sur une distance de 40 km, historiquement la plus longue) et de l'Eldja (10e siècle).

• Les coulées issues d'éruptions ponctuelles
  
  Ces coulées de lave sortent d'un ou plusieurs évènements ponctuels (cratères). Elles sont beaucoup plus fréquentes, avec trois types de localisation :
  
  • sur les volcans situés sur des points chauds, exemples :
  - Mauna Loa 1984, les coulées produisent surtout des laves fluides (pahoehoe) avec des vitesses allant jusqu'à 64 km/h (1855).
  
  En général, les vitesses d'écoulement sont de 30 à 40 km/h sur des pentes très faibles.
  
  - Kilauea : les coulées sont souvent issues de cônes radiaux (qui ne sont donc pas au sommet) ;
  
  • sur des volcans situés sur un rift (comme le Nyiragongo, qui a eu un lac de lave dans son cratère pendant des années). Les éruptions sont un peu moins fréquentes (récurrence : une dizaine d'années) ;
  
  • sur des volcans situés dans des zones de subduction, phénomène plus rare. C'est le cas de l'Etna en 1986, avec des basaltes riches en silice, d'où des laves plus visqueuses (type aa) et une activité de type plus strombolienne (petite activité explosive). Les éruptions y sont aussi très fréquentes (tous les 5 ans en moyenne pour l'Etna).

Dans l'Histoire, les coulées de lave ont causé beaucoup de pertes matérielles, entraînant toutefois peu de pertes humaines. Ainsi, elles ne représentant que 0,4 % des décès dûs aux éruptions volcaniques de 1600 à 1900 (ce qui représente un peu plus de 1 000 personnes), et 0,3 % au XXe siècle (285 personnes). Ces risques se traduisent par des accidents isolés, mais fréquents.

Risques rencontrés :

• les plus fréquents sont sans doute le cas de touristes passant à travers une coulée qui n'est refroidie qu'en surface (comme à Hawaii) ;
  - dans la même situation que précédement, les personnes inconscientes suffoquent jusqu'à la mort par déficience d'oxygène ;
  
  - certains se sont fait encercler par 2 coulées qui se sont rejointes (même de faibles vitesses) ;
  
  - le danger est plus important quand une coulée traverse une zone humide car il existe des explosions phréatiques liées au contact entre la lave et l'eau ;
  
  - le danger augmente grandement quand la vitesse des coulées est très rapide. Par exemple, la coulée du Vésuve en 1631 avec une vitesse de 8 km/h jusqu'à la mer a tué 3000 personnes sur son passage ! ;
  
  - le plus grand danger provient de la vidange brutale d'un lac de lave qui implique des volumes importants et une vitesse rapide (ex : Hawaii, Nyiragongo 1977) ;

Les risques de pertes matérielles sont au contraire considérables pour 2 raisons :

• la fréquence des coulées et la difficulté de les stopper.
  
  Par exemple, les coulées de type aa de 1906 du Vésuve avançaient doucement à l'instar d'un buldozzer et rasaient tout sur leur passage (plusieurs villages ont été ainsi rayés de la carte). Idem à l'Etna : Catane rasée en 1669 ;
  
  • la grande densité des constructions dans les zones menacées : Etna, Vésuve. Plus de 500 millions de personnes vivent sur les flancs d'un volcan dans le monde !

Les coulées de laves constituent l'une des rares menaces volcaniques contre lesquelles on peut lutter par des interventions techniques.

Jusqu'à présent, trois moyens sont ou ont été utilisés :

• Le bombardement des coulées : le bombardement aérien au-dessus d'un tunnel de lave pahoehoe a deux effets :
  
  - l'écroulement de la voute du tunnel crée un barrage pour la lave qui déborde alors à l'endroit de l'impact,
  
  - l'explosion enrichit la coulée en gaz et peut la transformer d'une lave pahoehoe en type aa.
  
  •Le détournement des coulées par des digues artificielles. Ce fût expérimenté pour première fois à l'Etna en 1669 : pour protéger Catane, ses habitants ont réussi a dévier la coulée vers la ville voisine de Paterno dont les habitants mécontents menacèrent alors d'attaquer Catane. Finalement, le chenal artificiel fut rebouché...
  Cette technique est très utilisée à Hawaii et sur l'Etna et a parfois porté ses fruits, mais elle n'est valable qu'avec des conditions topographiques favorables ;
  
  •l'arrosage des coulées. Cela reste un procédé artisanal, mais pouvant être efficace avec beaucoup de moyens.
  
  Cette parade fût utilisée pour la première fois au Kilauea en 1960 par chef d'une garnison de pompiers qui, en gagnant quelques heures a sauvé des biens dans des maisons condamnées. La technique fût reprise avec succès à une autre échelle en Islande en 1973 sur l'île d'Heimaey : 900 litres par seconde furent projetés afin de protéger le port de la ville d'un embrasement certain.

Cependant, toutes ces techniques auraient peu d'effet sur une éruption fissurale.

Les menaces prévisibles et peu dangereuses

Les menaces prévisibles et peu dangereuses concernent les éruptions explosives verticales.

Les risques associés aux retombées sont relativement faibles car dans plupart des cas, les populations ont le temps de s'enfuir.

Les retombées considérées sont issues d'éruptions explosives verticales dont la genèse est très variée.

On distingue plusieurs types d'éruptions explosives en fonction du ratio eau/magma présent dans l'éruption :

• Les éruptions magmatiques : Elles sont liées à de fortes teneurs en gaz dans le magma. Ce type d'éruption présente différents styles ou régimes.

• stromboliennes
  
  Cas du Stromboli : elles sont peu dangereuses car ces éruptions produisent peu de téphra, et seulement dans un rayon de quelques centaines de mètres ou quelques kilomètres du cratère. Il y a des éruptions intermitentes de lave à intervalle régulier (quelques dizaines de minutes). Enfin le panache atteint quelques centaines de mètres.

• vulcaniennes
  
  Cas du Semeru : les éruptions y sont dangereuses car brèves (explosions), de quelques secondes à quelques minutes avec une intensité qui peut être importante. Ces éruptions peuvent précéder une phase plinienne (cas du Mont Saint Helens en 1980), dans un style transitoire ou se répéter régulièrement lors d'une crise éruptive pendant des jours, des mois ou des années (Sakurajima, Semeru). Dans ce dernier cas se rapprochent des éruptions stromboliennes.

• pliniennes : Les éruptions pliniennes sont les plus dangereuses. Elles sont continues pendant quelques heures ou jours, formant des colonnes éruptives de plusieurs dizaines de km de haut.
  
  Cas de Mazama (Crater lake) : 7000 ans à la fin d'une érupt plinienne, le sommet du volcan s'effondre souvent car la cheminée a évacué ses gaz. Ceci conduit à la formation d'une caldera dont la taille varie entre 2 et 13 km de diamètre de forme généralement circulaire.
  
  Exemples du Santorin dans l'Antiquité et du Krakatoa en 1883.

• L'activité explosive liée à l'interaction eau-magma : La présence d'eau dans le sous-sol (avec les nappes phréatiques) ou en surface (lacs) donne lieu à des perturbations de l'activité volcanique, générant 2 nouveaux types d'éruptions.

• hydromagmatiques : elles résultent de l'interaction explosive entre un magma ascendant et les eaux superficielles.
  
  Dans le d'un hydromagmatisme subaérien (à l'air libre), les éruptions sont appelées phréatomagmatiques.
  
  Les éruptions violentes créent de larges cheminées en forme d'entonnoir, les diatrêmes, surmontés par un grand cratère appelé maar (Taal 1965, Galunggung 1982, lac Pavin, Jaude).

• Les éruptions phréatiques : elles sont liées à la vaporisation d'eau superficielle sans éjection de magma ; l'explosion reste liée uniquement à l'eau surchauffée, il n'y a pas d'éruption volcanique au sens strict.
  
  Ce fût le cas de la Souffrière de Guadeloupe en 1976-77.

Evaluation et prévention de risques

Les Risques associés aux retombées de cendres et de lapilli sont faibles, mais plus élevés que ceux liés aux coulées de lave : près de 3 400 victimes au XXe siècle (4,2 %).

• Origine des risques :
  
  •Les retombées balistiques (bombes) : les risques sont faibles pour les biens et les personnes car la portée maximum n'est pas importante. les victimes restent souvent des touristes imprudents qui gravissent les pentes des volcans les moins dangereux afin d'apercevoir la lave au fond du cratère.
  
  •Les retombées de cendres : ce sont des produits transportés latéralemt par le vent, notamment le jet stream. Par conséquent, les cendres peuvent faire plusieurs fois le tour de la terre et générer une pollution globale. Les risques sont généralement faibles et surtout matériels.
  
  Par contre, les retombées peuvent être fatales dans le cas d'éruptions ultrapliniennes comme pour le Vésuve en 79 : 2 000 morts à Pompéi (avec 18 000 fuyards) par l'effondrement des toits, mais aussi la suffocation ou l'enterrement vivant sous 3 m de ponces.
  
  Les risques touchent aussi la circulation aérienne qui peut être perturbée comme en témoigne Galunggung en 1982, où deux boeing 747 ont traversé le panache à 11500 m d'altitude entraînant l'arrêt de quatre de leurs réacteurs, heureusement sans conséquence.
  
  Enfin, les retombées de cendres perturbent le climat en abaissant les températures et en modifiant les saisons. A ce titre, rappelons que c'est une thèse qui serait complémentaire dans la disparition des dinosaures.

Prévention des risques

• Quelques moyens et dispositions à mettre en oeuvre :
  
  •pour la protection des personnes, utiliser des mouchoirs humides sur le visage pour éviter la suffocation engendrée par les cendres ;
  
  •renforcer les toits et les déblayer régulièrement ;
  
  •inciter les personnes à rester chez eux jusqu'à ce que la visibilité revienne (malgrè le phénomène de nuit qui peut durer plusieurs jours) ;
  
  •évacuer les animaux dès que possible pour éviter l'absorption ultérieure de cendres.

Les nuées ardentes

• Les nuées ardentes sont des écoulements pyroclastiques de petits volumes. On appelle écoulements pyroclastiques l'émission dirigée et en contact avec le sol d'un mélange de gaz et de particules solides, cendres et blocs. Ces écoulements se font toujours à grande vitesse (jusqu'à 300 km/h) et haute température (jusqu'à 500°C), mais présentent néanmoins une grande variété.
  

Genèse et mécanismes de transport : On distingue trois origines principales.

• Une explosion dirigée latéralement : lorsque la destruction du dôme est liée à explosion, on parle de "nuée ardente de type pélée", en référence à l'éruption du 8 mai 1902 ;
  

• L'écroulement d'une colonne éruptive : "nuées ardentes de type St Vincent" en référence à une éruption de la Souffrière Saint Vincent (Guadeloupe) le 7 mai 1902 qui tua plus de 1 500 personnes. Sa caractéristique majeure étant la présence de nuées sur tous les flancs du volcan ;

• L'écroulement d'un dôme sommital de lave visqueuse : cette destruction correspond aux simples glissements de parties instables qui génèrent des écroulements gravitaires qui ne sont donc pas provoqués par l'explosion du volcan. Ces phénomènes sont imprévisibles et très dangereux.
  
  Exemple du Merapi (Indonésie) le 22 Novembre 1994, on parle alors de "nuée ardente de type Merapi" ou "nuée ardente d'avalanche". En mai 2006, de nouvelles nuées ardentes glissaient sur les flancs du volcan.
  

Le terme nuée ardente englobe indistinctement deux grands types d'écoulement : les coulées et les déferlantes pyroclastiques :

• Les coulées pyroclastiques
  Elles résultent d'un mélange gaz-solide à vitesse relativement faible (5-40 m/s) restant canalisé et qui suit les talwegs. Exemple : la nuée Semeru.

• Les déferlantes pyroclastiques
  Les écoulements sont moins concentrés, en régime turbulent, avec des particules transportées surtout en suspension, à une vitesse très forte (50-100 m/s), mais qui décroit très brusquemt. Les déferlantes pyroclastiques se caractérisent notament par le fait qu'elles s'affranchissent de la topographie et passent les reliefs.

Les risques associés aux nuées ardentes : Ils demeurent très importants comme en témoignent les grandes catastrophes historiques.

• Près de 37 000 victimes au XXe siècle (plus de 46 % du nombre total). Les victimes sont ensevelies par les coulées pyroclastiques ou brûlées vives par les déferlantes pyroclastiques.
  
  La nuée la plus meurtrière de l'époque contemporaine fût celle de la Montagne Pélée en 1902 avec environ 29 000 victimes.
  
  Dès le début de l'année, de petites explosions phréatiques et des séismes sont ressentis, quelques jours avant l'éruption des pluies de cendres fines apparaissent.
  
  Le 5 mai, une usine est ensevelie par une nuée (25 morts), avec un mini tsunami à St-Pierre, mais la tenue d'élections et la déclaration rassurante de la commission scientifique pressent les habitants à ne pas fuir.
  
  La ville sera ensuite rayée de la carte par une nuée ne laissant que 3 survivants...

La prévention des risques

• Il n'existe aucun moyen de protection d'ordre technique, en particulier contre les déferlantes qui tiennent peu compte de la morphologie. C'est pourquoi, seule la prévention peut limiter les risques : outre les techniques de surveillance traditionnelles de l'activité (prévision de l'éruption), il est indispensable de faire un zonage des menaces afin d'en évaluer les risques.

---> Les nuées constituent un risque majeur de par leurs intensités même si elles ne sont pas les plus dangereuses. Le risque provient davantage de leur très grande fréquence et de leur caractère imprévisible, comme en témoigne la mort de vulcanologues expérimentés (Krafft).

Ce sont des écoulement non-newtonien (c'est à dire dans lesquels l'eau n'est plus le moteur de la dynamique) à matériaux volcaniques prépondérants : soit coulées de débris (> 50% de blocs), soit coulées de boue (> 50% de matériaux fins sables, limons, argiles). Avec 31 500 morts, ils ont représenté 40% des victimes dus aux éruptions volcaniques au 20e siècle.

On distingue deux grandes catégories de lahars :

• Lahars syno-éruptifs qui se produisent pendant l'éruption, appelés aussi lahars primaires ou lahars chauds.
  
  Ils peuvent avoir pour origine :
  
  - une fonte brutale de la neige ou de la glace dûe à l'activité volcanique. Ce type de lahar compte parmi les plus dangereux car ils sont beaucoup plus volumineux, même lors d'une éruption modeste. Exemple du Ruiz, 25 000 morts alors que seulement 9% de la calotte glacière a fondu ;
  
  - la pénétration d'une nuée ardente dans un cours d'eau ;
  
  - la vidange brutale d'un lac de cratère suite à une explosion, une brèche dans la paroi du volcan ou un débordement en cas de trop plein. Ces deux derniers cas, non liés à une activité éruptive en sont d'autant plus dangereux qu'ils sont imprévisibles ;
  
  - les eaux de pluie (exemple du cyclone au Pinatubo).

• •Lahars post-éruptifs ou secondaires ou froids, qui remanient les dépôts de cendre ou de nuées.
  
  Le danger vient du fait que les lahars ne suivent pas obligatoirement les talwegs, mais débordent fréquemment au niveau des coudes, des zones resserrées d'une vallée ou des ruptures de pente.

Prévention de risques

Elle est d'abord fondée sur le zonage des lahars le plus souvent à grande échelle (volcan), plus rarement à petite échelle.

Des cartes des zones menacées peuvent ainsi être dressées afin d'éviter des catastrophes. Seulement, ces informations parfois confuses ne sont pas toujours suivies par les autorités qui évacuent alors les populations au dernier moment.

De plus, des facteurs défavorables peuvent intervenir dans la diffusion de l'alerte : un mauvais temps, une heure tardive, ou un match de foot important à la télé...

Le second moyen de prévention est le détecteur de lahars (simo).

• Les nuées ardentes : Les nuées ardentes sont des écoulements pyroclastiques de petits volumes.
  
  On appelle écoulements pyroclastiques l'émission dirigée et en contact avec le sol d'un mélange de gaz et de particules solides, cendres et blocs.
  
  Ces écoulements se font toujours à grande vitesse (jusqu'à 300 km/h) et haute température (jusqu'à 500°C), mais présentent néanmoins une grande variété.
  

• Les blasts : On appelle blast une déferlante pyroclastique de très forte intensité. C'est une explosion dirigée latéralement.
  
  L'explosion du Mont Saint Helens le 18 mai 1980 est en une illustration avec une surface détruite très importante (600 km2) en forme d'éventail présentant un angle supérieur à 180°. La déferlante a parcouru 25 km en moins de 30 s avec des températures atteignants les 260 °C.
  
  Constituée presque exclusivement de gaz, la déferlante est comparable à un très grand souffle supersonique dont la vitesse estimée varie de 100 à 250 m/s sur les premiers kilomètres dévastant tout sur son passage.
  
  Sur ses marges et en fin de course, le blast reste canalisé dans les vallées alors qu'à proximité du volcan, il franchit les obstacles topographiques. Enfin, les fortes températures induites génèrent en plus du souffle mécanique un effet thermique qui augmente les risques.
  
  Toujours pour le Mont Saint Helens, toute la zone limitrophe au volcan avait été évacuée, et une seconde zone d'accès restreint fût mise en place dès la fin mars (l'éruption eu lieu le 18 mai). Pourtant la catastrophe fit une soixantaine de victimes dont un volcanologue.
  
  Les moyens de protection possibles peuvent s'illustrer par ce scénario vécu lors de l'éruption du Mont Saint Helens :
  
  - un couple et ses 4 enfants campaient à 20 km du cratère dans une zone dévastée par un blast : ils furent tous sauvés en se réfugiant dans une cabane, calfeutrés sous des couvertures, le visage recouvert par linge humide. Ils furent ensuite récupérés par hélicoptère tant l'épaisseur de cendres était importante.
  

• Les avalanches de débris : Ce sont des écoulements pyroclastiques et volcanoclastiques issus de l'écroulement d'un flanc de l'appareil sommital.
  
  Les effets morphologiques caractéristiques sont la décapitation du sommet du volcan (Le Mont Saint Helens a perdu 400 m), suivi de la mise en place d'une caldera d'avalanche en forme de fer à cheval.
  
  Il en existe deux grands types :
  
  - Avalanches gravitaires ou de type "Bandaï" : la roche altérée, notamment dans des zones hydrothermalisées (de fumerolles et solfatares) entraîne des écroulements par simple gravité, parfois accompagnés d'un faible dégazage ;
  
  - Avalanches de type Bezymianny ou "Mont Saint Helens" : l'écroulement est lié à la pression interne du crypto-ôme. Ainsi, toujours au Mont Saint Helens, 1/3 du volcan a glissé en moins de 15 secondes.
  
  Les avalanches demeurent extrêmement dangereuses de par le fait qu'elles sont moins canalisés que les lahars et peuvent s'élever sur versants des vallées et surmonter les interfluves.
  
  Enfin, aucun moyen de protection n'est efficace contre ce risque.
  

• Les écoulements gazeux :
  
  Les gaz qui sont présents dans toutes les éruptions explosives sont parfois émis seuls sous forme d'un nuage lourd de CO2 invisible, qui ne provoque aucun dégat matériel, mais asphyxie sur son passage l'ensemble des êtres vivants se trouvant dans les talwegs.
  
  Les exemples les plus connus sont Dieng en 1979 (142 morts) et le lac Nyos (Cameroun) en 1986 (1 750 morts).
  
  - A Dieng, il semblerait que le gaz ait été libéré le long d'une faille ouverte lors de séismes.
  
  - Au Cameroun, le gaz se serait accumulé à l'état dissous dans les eaux profondes du lac, jusqu'à un état proche de la saturation l'amenant à un état d'équilibre instable.
  
  La cause de sa remontée est mal connue, deux grandes hypothèses sont avancées : un retournement limnique (donc d'origine hydrologique) ou une éruption phréatique (défendue par H.Tazieff).
  
  La prévision reste quasiment impossible car les effets dans le passé ne laissent pas de traces. De surcroît, il est impossible d'en réchapper car le nuage est la plupart du temps incolore et inodore.
  

Vous recherchez d'autres informations ou des informations complémentaires ?

Les dorsales océaniques

Dossier sur le risque volcanique de Prim.net

Les fiches de LA TERRE.NET : les risques volcaniques

Le principal auteur de ce dossier sur les volcans est Franck LAVIGNE, Maître de conférence à l'Institut de Géographie de Paris. J'ai tenu à le citer pour vous permettre de mieux juger la pertinence des informations fournies.

D'autres informations sur les volcans suivront ultérieurement. D'ores et déjà je remercie Christophe Magdelaine de Notre Planète Info d'avoir réuni dans un tel dossier des explications et des informations aussi complètes, accessibles à la compréhension du plus grand nombre...

Les volcans

Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement de matériaux issus de la montée d'un magma sous forme de lave et de tephras tels que les cendres. Ce magma provient de la fusion partielle du manteau et exceptionnellement de la croûte terrestre. 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 volcans prennent des formes variées mais en général ayant 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 aux pieds du volcan.

Deux grands types de volcans existent sur Terre :

• 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^[2]. 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 « vulcanologie » est la science de l'étude, de l'observation et de la prévention des risques des volcans.


Source Wikipedia, voir lien en fin d'article

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.



Le cratère fumant du Bromo (second plan) et le Semeru en éruption (dernier plan) à Java en Indonésie, juillet 2004.

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 lithosphère ;
  
• 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.
  

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 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 devient suffisante pour qu'il soit éjecté à la surface, il remonte le long d'une cheminée volcanique 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.

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 magmatique.

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 subduction, 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 °C 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 totalement. 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 ».

La « naissance » d'un volcan correspond à sa première éruption volcanique qui le fait sortir de la lithosphère. La naissance d'un nouveau volcan est un phénomène relativement rare mais qui a pu être observée en 1943 avec le Paricutín : une fracture laissant s'échapper des gaz volcaniques et de la lave dans un champ a donné naissance à un volcan de 460 mètres de haut en neuf mois. En 1963, le volcan sous-marin de Surtsey émergea au sud de l'Islande formant ainsi une nouvelle île et un nouveau volcan terrestre.

Un volcan est qualifié d'actif lorsque sa dernière éruption remonte à quelques décennies au maximum, d'endormi lorsqu'il n'est plus entré en éruption durant plusieurs centaines d'années et d'éteint lorsque sa dernière éruption remonte à au moins 50 000 ans et qu'il est soumis à l'érosion.

De manière générale, les volcans subissent plusieurs éruptions au cours de leur vie. Mais leur fréquence est très variable selon le volcan : certains ne connaissent qu'une éruption en quelques siècles comme le Ponta do Pico aux Açores, tandis que d'autres sont en éruption permanente comme le Stromboli en Italie ou le Merapi en Indonésie.

Il arrive que des volcans ne se forment qu'en une seule éruption puis s'endorment ou s'éteignent pendant des dizaines ou des centaines de milliers d'années. Il s'agit de volcans monogéniques. Les volcans de la Chaîne des Puys dans le Massif central se sont formés entre 11500 av. J.-C. et 5000 av. J.-C. au cours d'une seule éruption pour chaque édifice volcanique et n'ont plus jamais montré de signe d'activité.

La fréquence des éruptions permet d'évaluer l'aléa, c'est-à-dire la probabilité qu'une zone puisse subir une des manifestations d'une éruption. Cet aléa, combiné avec le type de manifestation volcanique et la présence de populations et sa vulnérabilité, permet d'évaluer le risque volcanique.




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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.

Les différents volcanismes

Volcanisme de divergence (ou accrétion)

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.


Schéma général des différents types de volcanisme associés aux mouvements des plaques tectoniques.


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.


Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-continent.



Volcanisme de point chaud

Il arrive parfois que des volcans naissent loin de toute limite de plaque lithosphérique. Il s'agit en général de 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.

Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-océan.



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Déroulement classique d'une éruption

Une éruption volcanique survient lorsque la chambre magmatique sous le volcan est mise sous pression avec l'arrivée de magma venant du manteau. Elle peut alors éjecter plus ou moins de gaz volcaniques qu'elle contenait selon son remplissage en magma. La mise sous pression est accompagnée d'un gonflement du volcan et de séismes très superficiels localisés sous le volcan, signes que la chambre magmatique se déforme. Le magma remonte généralement par la cheminée principale et subit en même temps un dégazage ce qui provoque un trémor, c'est-à-dire une vibration constante et très légère du sol. Ceci est dû à des petits séismes dont les foyers sont concentrés le long de la cheminée.

L'éruption débute au moment où la lave atteint l'air libre. Selon le type de magma, elle s'écoule sur les flancs du volcan ou s'accumule au lieu d'émission, formant un bouchon de lave qui peut donner des nuées ardentes et/ou des panaches volcaniques lorsque celui-ci explose. Selon la puissance de l'éruption, la morphologie du terrain, la proximité de la mer, etc il peut survenir d'autres phénomènes accompagnant l'éruption : séismes importants, glissements de terrain, tsunamis, etc.

La présence éventuelle d'eau sous forme solide comme une calotte glaciaire, un glacier, de la neige ou liquide comme un lac de cratère, une nappe phréatique, un cours d'eau, une mer ou un océan va provoquer au contact des matériaux ignés tels que le magma, la lave ou les tephras leur explosion ou augmenter leur pouvoir explosif. En fragmentant les matériaux et en augmentant brutalement de volume en se transformant en vapeur, l'eau agit comme un multiplicateur du pouvoir explosif d'une éruption volcanique qui sera alors qualifiée de phréatique ou de magmato-phréatique. La fonte de glace ou de neige par la chaleur du magma peut également provoquer des lahars lorsque l'eau entraîne des tephras ou des jökulhlaups comme ce fut le cas pour le Grímsvötn en 1996.

L'éruption se termine lorsque la lave n'est plus émise. Les coulées de lave, cessant d'être alimentées, s'immobilisent et commencent à se refroidir et les cendres, refroidies dans l'atmosphère, retombent à la surface du sol. Mais les changements dans la nature des terrains par le recouvrement des sols par la lave et les tephras parfois sur des dizaines de mètres d'épaisseur peuvent créer des phénomènes destructeurs et meurtriers. Ainsi les cendres tombées sur des cultures les détruisent et stérilisent la terre pour quelques mois à quelques années, une coulée de lave bloquant une vallée peut créer un lac qui noiera des régions habitées ou cultivées, des pluies tombant sur les cendres peuvent les emporter dans les rivières et créer des lahars, etc.

Une éruption volcanique peut durer de quelques heures à plusieurs années et éjecter des volumes de magma de plusieurs centaines de kilomètres cubes. La durée moyenne d'une éruption est d'un mois et demi mais de nombreuses ne durent qu'une journée. Le record absolu est celui du Stromboli qui est quasiment en éruption depuis environ 2 400 ans.

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Classification des volcans

Lors des débuts de la volcanologie, l'observation de quelques volcans a été à l'origine de la création de catégories basées sur l'aspect des éruptions et le type de lave émise. Chaque type est nommé selon le volcan référent. Le grand défaut de cette classification est d'être assez subjectif et de mal tenir compte des changements de type d'éruption d'un volcan.

Le terme de « cataclysmique » peut être rajouté lorsque la puissance de l'éruption entraîne de lourds dégâts environnementaux et/ou humains comme ce fut le cas pour le Santorin vers 1600 av. J.-C. qui aurait contribué à la chute de la civilisation minoenne, le Vésuve en 79 qui détruisit Pompéi, le Krakatoa en 1883 qui engendra un tsunami de quarante mètres de hauteur, le mont Saint Helens en 1980 qui rasa des hectares de forêt, etc.

Afin d'introduire une notion de comparaison entre les différentes éruptions volcaniques, l'indice d'explosivité volcanique, aussi appelée échelle VEI, fut mis au point par deux volcanologues de l'Université d'Hawaii en 1982. L'échelle, ouverte et partant de zéro, est définie selon le volume des matériaux éjectés, la hauteur du panache volcanique et des observations qualitatives.

Il existe deux grands types d'éruptions volcaniques dépendant du type de magma émis : effusives associées aux « volcans rouges » et explosives associées aux « volcans gris ». Les éruptions effusives sont les éruptions hawaïenne et strombolienne tandis que les explosives sont les vulcanienne, peléenne et plinienne. Ces éruptions peuvent se dérouler en présence d'eau et prennent alors les caractéristiques d'éruptions phréatique, surtseyenne, sous-glaciaire, sous-marine et limnique.


Géomorphologie volcanique

Outre le volcan en lui-même, différentes formations géologiques sont directement ou indirectement liées à l'activité volcanique.

Certains reliefs ou paysages résultent du produit direct des éruptions. Il s'agit des cônes volcaniques en eux-mêmes formant des montagnes ou des îles, des dômes et des coulées de lave solidifiée, des tunnels de lave, des « pillow lavas » et les guyots des volcans sous-marins, des trapps formant des plateaux, des accumulations de tephras en tufs, des cratères laissés par la sortie de la lave, etc.

D'autres reliefs résultent d'une érosion ou d'une évolution des produits des éruptions. Ces le cas des dykes, necks, sills, roches intrusives, mesas et planèzes dégagés par l'érosion, des caldeiras et cirques résultant de l'effondrement d'une partie du volcan, des lacs de cratère ou formés en amont d'un barrage constitué des produits de l'éruption, des atolls coralliens entourant les vestiges d'un volcan sous-marin effondré, etc.

Dyke au Puy-en-Velay en France.



Phénomènes paravolcaniques

Certaines activités géothermiques peuvent précéder, accompagner ou suivre une éruption volcanique. Ces activités sont en général présentes lorsque une chaleur résiduelle provenant d'une chambre magmatique réchauffe de l'eau phréatique parfois jusqu'à l'ébullition. En surface se produisent alors geysers, fumerolles, mares de boues, mofettes, solfatares ou encore dépôts de minéraux. Ces phénomènes peuvent être regroupés dans des « champs volcaniques ».

Ces champs volcaniques se forment lorsque l'eau des nappes phréatiques est réchauffée par des réservoirs de magma situés à faible profondeur. C'est le cas des supervolcans comme Yellowstone aux États-Unis et des Champs Phlégréens en Italie ou des champs géothermiques comme à Haukadalur en Islande.

Au niveau des dorsales océaniques, l'eau de mer s'infiltre dans les anfractuosités du plancher océanique, se réchauffe, se charge en minéraux et ressort au fond des océans sous la forme de fumeurs noirs ou de fumeurs blancs.

Dans un cratère possédant une activité de dégazage et de fumerolles, un lac acide peut se former par recueil des eaux de pluies. L'eau du lac est très acide avec un pH de 4 à 1, parfois très chaude avec une température de 20 à 85 °C et seules des cyanobactéries sont capables de vivre dans ces eaux alors teintées en bleu-vert. Ce type de lac est courant au niveau des grandes chaînes de volcans comme la ceinture de feu du Pacifique et dans la vallée du grand rift.

Le geyser Old Faithful à Yellowstone aux États-Unis en 2004.


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Le volcanisme est né en même temps que la Terre, lors de la phase d'accrétion de sa formation il y a 4,6 milliards d'années. À partir d'une certaine masse, les matériaux au centre de la Terre subissent d'importantes pressions, créant ainsi de la chaleur. Cette chaleur, accentuée par la dégradation des éléments radioactifs, provoque la fusion de la Terre qui dissipe vingt fois plus de chaleur qu'aujourd'hui.

Après quelques millions d'années, une pellicule solide se forme à la surface de la Terre. Elle est déchirée en de nombreux endroits par des flots de lave et par de grandes masses granitoïdes qui donneront les futurs continents. Par la suite, les plaques lithosphériques nouvellement créées se déchireront préférentiellement à des endroits précis où se formeront les volcans.

Pendant cent millions d'années, les volcans rejetteront dans la maigre atmosphère de l'époque de grandes quantités de gaz : diazote, dioxyde de carbone, vapeur d'eau, oxyde de soufre, acide chlorhydrique, acide fluorhydrique, etc.

Il y a 4,2 milliards d'années, malgré les 375 °C et la pression 260 fois supérieure à celle d'aujourd'hui, la vapeur d'eau se condense et donne naissance aux océans.

Le rôle de la formation des premières molécules organiques et de l'apparition de la vie sur Terre peut être imputé aux volcans.

En effet, les sources chaudes sous-marines ou les solfatares et autres geysers offrent des conditions propices à l'apparition de la vie : de l'eau qui a lessivé des molécules carbonées, des minéraux, de la chaleur et de l'énergie.

Une fois la vie répandue et diversifiée à la surface de la Terre, les volcans auraient pu provoquer à l'inverse de grandes extinctions : l'âge des grandes extinctions du vivant coïncide avec l'âge des trapps. Ces trapps auraient pu être provoqués par la chute de météorites ou l'éruption exceptionnelle de points chauds. Les effets combinés des gaz volcaniques et particules dispersés dans l'atmosphère auraient provoqué la disparition de nombreuses espèces par un hiver volcanique suivi d'une hausse de l'effet de serre par les changements dans la composition gazeuse de l'atmosphère.

Une des théories les plus acceptées pour l'apparition de l'homme serait l'ouverture du rift africain : uniformément humide au niveau de l'équateur, le climat africain se serait asséché à l'est du rift qui arrête les nuages venant de l'Ouest.

Les hominidés, s'adaptant à leur nouveau milieu formé d'une savane, auraient développé la bipédie pour échapper à leurs prédateurs.

Encore de nos jours, les volcans participent à l'évacuation de la chaleur interne de la Terre et au cycle biogéochimique mondial en libérant les gaz, la vapeur d'eau et les minéraux engloutis dans le manteau au niveau des fosses de subduction.

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Prévisions des éruptions

Comme on l'a vu précédemment, cet art de prédiction des risques des éruptions est encore aujourd'hui quasi-impossible.

Cependant, les objectifs de la volcanologie sont de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic sur les risques et les dangers encourus par les populations et les activités humaines.

Les prédictions volcanologiques nécessitent la mise en œuvre de savoir de plusieurs disciplines scientifiques. Les connaissances actuelles ne permettent aujourd'hui que de prédire le type des éruptions, sans avoir en revanche, à plus de que quelques heures à l'avance, quand elles auront lieu, combien de temps elles dureront et surtout leurs importances (volume de lave, intensité des dégagements, etc).

De plus en plus, la tendance est à la surveillance en continu les volcans actifs réputés dangereux à l'aide d'appareils télécommandés alimentés par piles solaires. À cet égard, l'équipement du Piton de la Fournaise, à la Réunion, pourtant réputé non dangereux, est exemplaire. Les mesures sont transmises par télémétrie à l'observatoire et toutes les dilatations, les tremblements et les variations de température sont enregistrés.

Les sécurités civiles des pays touchés tentent alors de trouver les justes compromis entre les risques et les précautions inutiles. Dans bon nombre de cas, les autorités se sont montrées peu attentives. Il y eu cependant certains succès comme en 1991 pour l'éruption du Pinatubo où les experts ont convaincu le gouvernement philippin d'organiser l'évacuation de 300 000 personnes. Malgré 500 victimes, 15 000 vies ont ainsi pu être épargnées.

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Les manifestations volcaniques dangereuses

Coulées de lave
Les coulées de lave font en général plus de dégâts matériels que de victimes car même si elles peuvent être très rapides avec plusieurs dizaines de kilomètres par heure, leur comportement est généralement prévisible, laissant le temps aux populations d'évacuer.

En 2002, le lac de lave du cratère du Nyiragongo se vide à la faveur de failles qui se sont ouvertes dans le volcan : deux coulées atteignent la ville de Goma au Congo démocratique, font 147 morts et détruisent 18 % de la ville. Ces fleuves de matière en fusion laissent peu de chance à la végétation et aux constructions se trouvant sur leur passage, les consumant et les ensevelissant dans une gangue de roche.

Nuées ardentes
Appelées aussi coulées pyroclastiques, les nuées ardentes sont des nuages gris qui dévalent les pentes des volcans à plusieurs centaines de kilomètres par heure, atteignent les 600 °C et parcourent des kilomètres avant de s'arrêter. Nés de l'effondrement d'un dôme ou d'une aiguille de lave, ces nuages composés de gaz volcaniques et de tephras glissent sur le sol, franchissent des crêtes et consument tout sur leur passage.

Les empilements des matériaux transportés par les nuées ardentes peuvent s'accumuler sur des dizaines de mètres d'épaisseur et sont à l'origine des étendues d'ignimbrites. Une de ces coulées pyroclastiques née de la montagne Pelée en Martinique a rasé la ville de Saint-Pierre en 1902 et tué ses 28 000 habitants. Plus récemment, le réveil de la Soufrière de Montserrat a provoqué la destruction de Plymouth, la capitale de l'île, et classé inhabitable la grande majorité de l'île à cause des passages répétés de nuées ardentes.

Cendres volcaniques
Expulsées par des panaches volcaniques, les cendres volcaniques peuvent retomber et recouvrir des régions entières sous une épaisseur de plusieurs mètres, provoquant la destruction des cultures et l'apparition de famines comme ce fut le cas après l'éruption du Laki de 1783 en Islande, l'effondrement des toits des habitations sur leurs occupants, la formation de lahars en cas de pluies, etc.

Séismes
Les séismes peuvent être provoqués à la suite de la vidange de la chambre magmatique lorsque le volcan s'effondre sur lui-même et forme une caldeira. Les multiples glissements des parois du volcan génèrent alors des séismes qui provoquent l'effondrement des bâtiments parfois fragilisés par des chutes de cendre volcanique.

Tsunamis
Les tsunamis peuvent être générés de multiples manières lors d'une éruption volcanique comme avec l'explosion d'un volcan sous-marin ou à fleur d'eau, la chute de parois ou de nuées ardentes dans la mer, l'effondrement du volcan sur lui-même mettant en contact direct l'eau avec le magma de la chambre magmatique, des mouvements de terrains liés à la vidange de la chambre magmatique, etc. En 1883, l'explosion du Krakatoa généra un tsunami qui fit 36 000 victimes.

Glissements de terrain
À la manière des nuées ardentes, les glissements de terrain peuvent provoquer des avalanches meurtrières. Dans de rares cas, c'est une grande partie ou la majorité du volcan qui se désagrège sous la pression de la lave.

En 1980, le mont Saint Helens a surpris les volcanologues du monde entier lorsque la moitié du volcan s'est disloqué. Certains scientifiques, se croyant à l'abri sur des collines environnantes, se sont fait piéger et ont péri dans la gigantesque nuée ardente qui a suivi.

Gaz volcaniques
Les gaz volcaniques sont le danger le plus sournois des volcans. Ils sont parfois émis sans aucun autre signe d'activité volcanique lors d'une éruption limnique.

En 1986, au Cameroun, une nappe de dioxyde de carbone est sortie du lac Nyos. Étant plus lourd que l'air, ce gaz a dévalé les pentes du volcan et a tué 1 800 villageois et plusieurs milliers de têtes de bétail dans leur sommeil par asphyxie.

Lahars
Les lahars sont des coulées boueuses formées d'eau, de tephras en majorité de cendres volcaniques froides ou brulantes, très denses et lourdes et charriant quantité de débris tels des blocs rocheux, des troncs d'arbres, des restes de bâtiments, etc.

Les lahars se forment lorsque des pluies importantes survenant lors de cyclones ou des pluies prolongées s'abattent sur des cendres volcaniques. Ils peuvent survenir des années après une éruption volcanique tant que des cendres peuvent être entraînées. En 1985, 23 000 habitants de la ville colombienne d'Armero furent engloutis sous un lahar né sur les pentes du Nevado del Ruiz.

Jökulhlaup
Le jökulhlaup est un type de crue particulièrement puissant et brutal. Ils se forment lorsqu'une éruption volcanique survient sous un glacier ou une calotte glaciaire et que la chaleur du magma ou de la lave parvient à faire fondre de grandes quantités de glace.

Si l'eau de fonte ne peut s'évacuer, elle forme un lac qui peut se vider lorsque la barrière qui le retient formée par une paroi rocheuse ou un glacier se rompt. Un flot mêlant lave, tephras, boue, glace et blocs rocheux s'échappe alors du glacier, emportant tout sur leur passage. Les jökulhlaup les plus fréquents se déroulent en Islande, sous le Vatnajökull.

Acidification des lacs
L'acidification des lacs est une autre conséquence possible de la présence d'un volcan.

L'acidification a pour effet d'éliminer toute forme de vie des eaux et de leurs abords et peut même constituer un danger pour les populations riveraines. Ce phénomène survient lorsque des émanations de gaz volcaniques débouchent au fond d'un lac, celui-ci va alors les piéger par dissolution ce qui acidifie les eaux.

Hivers volcaniques
Les cendres, gaz volcaniques et gouttelettes d'acide sulfurique et d'acide fluorhydrique expulsées dans l'atmosphère par des panaches volcaniques peuvent provoquer des pluies acides et des « Hivers volcaniques » qui abaissent les températures et peuvent provoquer des famines, des hivers rigoureux ou des étés froids à l'échelle mondiale comme ce fut le cas pour les éruptions du Tambora en 1815 et du Krakatoa en 1883.

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Atouts liés aux volcans

Par certains aspects, l'homme peut tirer profit de la présence des volcans avec :

• l'exploitation de l'énergie géothermique pour production d'électricité, le chauffage des bâtiments ou des serres pour les cultures ;
  
• la fourniture de matériaux de construction, ou à usage industriel tels que :
  
  
  
  • le basalte qui sert de pierres de construction, de ballast ou de gravas concassé ;
    
  • la ponce et la pouzzolane qui servent, entre autres, d'isolant dans les bétons ;
    
  • l'extraction des minerais de soufre, de cuivre, de fer, de platine, de diamants, etc.
    
  </LI>
  
• la fertilisation des sols tels les versants de l'Etna qui constituent une région à très forte densité agricole en raison de la fertilité des sols volcaniques et où d'immenses vergers d'agrumes y sont implantés.
  

Un volcan contribue aussi au tourisme en proposant un panorama, des destinations de randonnée, du thermalisme ou même un lieu de pèlerinage aux visiteurs.

Même dans le domaine artistique, leur influence se fait sentir : certaines éruptions fortement émettrices de cendres volcaniques comme celle du Tambora en 1815 ont généré des couchers de soleils spectaculaires durant plusieurs années. Certains peintres comme Turner ont su capter cette lumière à travers des œuvres originales qui annoncent l'Impressionnisme.

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Les 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.

Fumeurs noirs au niveau de la dorsale médio-Atlantique.


Voir l'article les volcans sous-marins

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Volcans extra-terrestres

La Terre n'est pas la seule planète du système solaire à connaître une activité volcanique.

Vénus connaît un intense volcanisme avec 500 000 édifices volcaniques,
Mars comporte l'Olympus Mons, un volcan considéré comme éteint et haut de 27 kilomètres faisant de lui le plus haut sommet du système solaire,
la Lune est couverte par les « maria lunaires », d'immenses champs de basalte.

Des volcans existent aussi sur des satellites de Jupiter et de Neptune, notamment Io et Triton.

La sonde Voyager 1 a permis de photographier en mars 1979 une éruption sur Io,

tandis que Voyager 2 a fait découvrir sur Triton en août 1989 des traces de cryovolcanisme et des geysers.

Encelade, satellite de Saturne, est le siège de cryovolcans (voir l'article Encelade, section Cryovolcanisme).

La composition chimique variant considérablement entre les planètes et les satellites, le type d'ejecta est très différent de ceux émis sur Terre tel du soufre, de la glace d'azote, etc.

Image satellite de l'Olympus Mons sur Mars prise par la sonde Viking 1 en 1978.



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Records

<LI>Plus haut volcan :

• altitude cumulée : Mauna Kea, à Hawaï, avec 10 230 mètres de hauteur pour une altitude de 4 207,5 mètres.
  
• altitude absolue : Nevados Ojos del Salado, au Chili, avec 6 887 mètres d'altitude.
  

</LI>
Plus grande éruption (en volume de matériaux éjectés) : Toba il y a 73 000 ans avec 2 800 km^3.

Plus petite éruption (en volume de matériaux éjectés) : forage géothermique à Námafjall en Islande en 1977 avec 1,2 m³ de basalte

Volcan le plus actif : le Kilauea et le Piton de la Fournaise se disputent le record avec une éruption tous les un an à un an et demi

Plus jeune volcan : Ardoukoba avec une première éruption en novembre 1978 tandis que le Paricutín a connu sa première éruption en 1943

Plus grande caldeira ou plus grand cratère volcanique terrestre : Toba formé il y a 73 000 ans avec cent kilomètres de longueur sur trente kilomètres de largeur

Plus grand nombre de victimes : Tambora sur l'île de Sumbawa en Indonésie en 1816 avec 88 000 morts liés directement à l'éruption et 200 000 morts supplémentaires par famine.

Éruption volcanique la plus bruyante : Krakatoa en Indonésie le 27 août 1883 où l'explosion fut entendue jusqu'à l'île Rodrigues à 500 kilomètres à l'est de l'île Maurice, soit à 4 811 kilomètres de distance de l'éruption.

Plus grand panache volcanique : Taupo en Nouvelle-Zélande avec une hauteur estimée à cinquante kilomètres.

Plus longue coulée de lave : à Undara en Australie avec 160 kilomètres de longueur



Source : Wikipedia

.

D'autres infos disponibles :

Base de données franconphones sur les volcans du monde : 237 volcans renseignés sur planisphère.

Volcans du monde : Tous les volcans du globe avec des descriptions géologiques et géographiques ainsi que de nombreuses photos.
http://www.volcansdumonde.com/article-14552504.html : Liste des webcams sur volcans du monde.

Des volcans et des Hommes

Les plus grands volcans du monde

Peuples et volcans du monde : Association destinée à venir en aide aux peuples vivant sous la menace volcanique.

France 5 : vidéo commentaire sur les volcans (A voir ici)

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Douze nouveaux volcans ont été découverts par l'équipage du bateau de recherche James Clark Ross, lors d'une expédition dans le sud de l'océan Atlantique. La découverte apportera de nouvelles connaissances en volcanologie.

En effectuant des analyses des fonds marins, les chercheurs du British Antarctic Survey, embarqués sur le RRS (Royal Research Ship) James Clark Ross, ont fait une découverte étonnante. Les analyses ont mis en évidence la présence de 12 volcans, à proximité des îles Sandwich du Sud (au nord-est du cap Horn).

Ces îles, au nombre de 11, sont également d’origine volcanique et sont nées de la subduction de la plaque Scotia sous la plaque africaine.

Parmi les volcans découverts, certains ont une hauteur de 3.000 mètres. Le sommet de certains autres s’est effondré en provoquant des cratères de 5 kilomètres de diamètre. Cette découverte devrait permettre d’en apprendre davantage sur l’évolution et le cycle de vie des volcans car sept d’entre eux sont encore en activité. Ils pourraient aussi permettre d’appréhender la formation de tsunamis lors d’éruptions subaquatiques.

Enfin, à l’instar des sites hydrothermaux, les volcans sous-marins réchauffent les eaux environnantes, offrant un habitat spécialisé aux espèces subaquatiques.



...Futura sciences 13/07/2011

Une étude de l'Université de Coimbra (UC) ressort, selon la NASA, comme étant l'une des plus intéressantes de l'année dans le domaine de la détection lointaine. Le responsable de cette étude, Vasco Mantas, a analysé des images de satellite d'une région de l'océan pacifique (située au large des îles Tonga) au lendemain d'une éruption volcanique sous-marine, et y a remarqué une augmentation significative de l'activité biologique. En effet, la région touchée par l'éruption présente une concentration en micro-algues jusqu'à cinq fois supérieure à celles des zones voisines.

Cette région du Pacifique présente un déficit en certains nutriments, ce qui constitue un obstacle au développement de plusieurs organismes vivants. Dans cette étude, la relation entre l'activité des volcans sous-marins et l'augmentation de l'activité biologique semblerait s'expliquer par l'accumulation de fer dans l'océan, composant déversé lors de l'éruption du volcan Home Reef et essentiel au développement des algues. Les magmas déversés dans la mer lors de l'éruption contiennent en effet le type de composants qui pourraient engendrer la vie.

L'étude réalisée par Vasco Mantas, dans le cadre de son activité au sein du laboratoire de détection lointaine et des systèmes d'Information géographique de la Faculté de Sciences et de Technologie de l'Université de Coimbra, s'est prolongée pendant cinq mois, au cours desquels d'autres éruptions sous-marines de l'Océan Pacifique ont pu être étudiées.

Vasco Mantas rapporte par ailleurs que son étude pourrait être le point de départ de découvertes liées à d'autres domaines de recherche. En effet, les micro-algues constituent le premier maillon de la chaîne alimentaire en milieu aquatique ; leur prolifération dans des zones de l'océan réputées comme impropres avec la vie a donc forcément un impact sur l'écosystème des régions concernées. L'ouverture à de nouveaux champs de recherche justifie d'ailleurs, selon Alcides Pereira, directeur du département de sciences de la terre de l'Université de Coimbra, la distinction décernée par la NASA.



Notre Planète Info 29/06/2011

Selon une récente étude publiée dansla revue Nature, l'oxygénation de l'atmosphère primitive de la Terre aurait été davantage liée au souffle des volcans plutôt qu’au développement de cyanobactéries productrices d'oxygène.

Il y a 4,5 milliards d’années, la Terre était dotée d’une atmosphère dépourvue d’oxygène. Elle était alors essentiellement faite de gaz carbonique et de méthane et si elle contient maintenant 21% d'oxygène, sa concentration était mille fois plus faible lors de son apparition. Mais selon une étude publiée hier dans la revue scientifique Nature et contrairement aux hypothèses qui prévalaient jusqu’ici, le développement des cyanobactéries ne serait pas le facteur premier de l’oxygénation de l’atmosphère primitive.

En effet, d'après Fabrice Gaillard et ses collègues de l'Institut des sciences de la Terre d'Orléans et de l'ISTerre de Grenoble, "la géologie prime sur la biologie" et ce serait plutôt les volcans qui seraient responsables de ce phénomène. Il y a 2,7 milliards d’années, sont apparus les continents et les volcans terrestres et non plus seulement souterrains et sous-marins. Ainsi, leur fumée, émise dans l'atmosphère, a relâché des gaz riches en dioxyde de souffre (SO2).

La pression à laquelle étaient libérés les gaz dans l'atmosphère étant plus faible que lorsqu'ils étaient émis dans les océans, la composition chimique des gaz a évolué. Un nouveau cycle biochimique du soufre s'est mis en place et a déclenché le processus d'oxygénation de l'atmosphère, explique TV5monde. Le SO2 propulsé dans l'atmosphère a entraîné la production d'ions sulfate solubles dans l'eau de mer. Par réaction chimique, les fonds marins ont rendu possible la libération dans l'atmosphère de l'oxygène émis par les cyanobactéries.

Un processus applicable sur d'autres planètes ?


Ces dernières auraient donc bel et bien joué un rôle. Mais leur oxygène, produit par photosynthèse, était initialement consommé par la matière organique et le fer ferreux dissout dans les océans. Grâce au souffre issu des volcans, ce fer serait resté piégé au fond des océans et aurait permis la libération de l’oxygène. Une oxygénation atmosphérique, initiée par "un changement de la pression de dégazage des volcans", qui peut "s'appliquer à d'autres planètes", indique M. Gaillard.

Il prend pour exemple l'absence totale d'oxygène dans l'atmosphère de Vénus où la pression atmosphérique est très forte, alors qu'il y a des traces d'oxygène dans l'atmosphère ténue de Mars. "Si on a raison dans notre article, on a potentiellement une explication" de l'oxygénation ou non de l'atmosphère de ces planètes "simplement en considérant la pression à laquelle les gaz volcaniques sont relâchés", conclut le chercheur.
Maxisciences 14/10/2011

Certains volcans auraient la capacité de se former et d’entrer en éruption en seulement quelques centaines d’années. Jusqu’alors, on pensait que ces "supervolcans" naissaient au moins 200.000 ans avant leur apparition sous forme d’énormes roches souterraines fondues.

A partir d’échantillons de roches recueillies sur le site du "supervolcan" de Long Valley en Californie, des chercheurs ont réalisé une étude publiée dans le journal Plos ONE. D’après leurs découvertes, l'énorme poche de magma située en profondeur du site, a donné lieu à une éruption seulement une centaine d’années après sa formation, il y a de cela 760.000 ans indiquent les estimations. Des milliers de kilomètres cubes de débris auraient ainsi jailli de ces super-éruptions, soit environ cent fois plus que toutes les projections observées jusqu'ici.

Des cendres auraient ainsi recouvert la moitié de l’Amérique du Nord. D’après les scientifiques, des éruptions de cette nature pourraient disperser suffisamment de cendres pour impacter globalement le climat pendant des dizaines d'années. Une théorie avance même que l’éruption survenue il y a 70.000 ans du Toba Lake en Indonésie, a failli tout simplement anéantir l’humanité.

Du zircon ou du quartz pour dater le magma

On sait encore peu de choses sur la formation de ces "supervolcans". Mais les chercheurs disposent de plusieurs méthodes pour en savoir plus et notamment l'étude d’un cristal en particulier : le zircon. Celui-ci contient de petits éléments radioactifs dont l’âge peut être estimé avec les mêmes techniques que la datation des artéfacts archéologiques ou des os de dinosaures. L'analyse des cristaux avait ainsi permis d’estimer la durée entre la formation de la vaste poche magmatique et d'éventuelles éruptions autour de plusieurs centaines de milliers d’années.

Mais Guilherme Gualda de l’Université de Vanderbilt et son équipe suggèrent aujourd'hui que ce laps de temps pourrait être bien plus court. En s’appuyant sur leurs conclusions, déduites à partir de dépôts sur le site de Bishop Tuff à Long Valley, ils suggèrent que la poche magmatique de ce supervolcan est apparu seulement 500 ans avant l’éruption. Initialement, les poches de magma se créent à partir de roches liquides mais aussi quelques bulles ou des minéraux recristallisés. Ensuite, les cristaux se développent jusqu’au moment de l’éruption où le processus s’arrête brutalement. De fait, le temps de développement de ces cristaux peut également donner une estimation de l’existence du magma.

Mais outre le zircon, l’équipe de recherche mène également des études sur un autre élément : le quartz car le processus et les durées de formation de celui-ci dans ces conditions magmatiques sont bien connus. A l'aide du quartz, les chercheurs ont ainsi pu déterminer pendant combien de temps les cristaux se formaient dans le "supervolcan" de long Valley avant d’être éjecté par l’éruption.

Néanmoins, les géologues tiennent à relativiser : toutes les poches géantes de magma connues sur Terre ne constituent pas un danger d’éruption immédiat. Mais du travail reste à fournir afin de mieux comprendre comment ces poches se développent, dans l’objectif de pouvoir prévoir de potentielles super-éruptions.



Maxisciences 04/06/2012

Les points chauds volcaniques ont donné naissance à plusieurs îles au cours de l’histoire, par exemple Hawaï. Ils seraient produits par des remontées de panaches magmatiques depuis les profondeurs du  manteau terrestre, mais cette théorie n’est pas totalement validée. Un grand pas en avant vient d’être réalisé par des chercheurs français qui ont recréé en laboratoire les conditions régnant à l'interface entre le noyau liquide et le manteau solide de la Terre.

La plupart des volcans sont situés à proximité des zones de subduction ou sur des dorsales océaniques et sont générés par des magmas issus de la fusion partielle du manteau superficiel. Les points chauds volcaniques (hot spots en anglais) sont d'une nature complètement différente car ils peuvent se trouver loin des frontières de plaques tectoniques. Les îles hawaïennes, par exemple, sont une chaîne volcanique qui viendrait d'un mystérieux point chaud remontant des plus grandes profondeurs de la Terre.

La nature et l'origine de ces points chauds apportant du magma à la surface de la Terre intriguent les scientifiques. On pense que des courants de magma, produits à l'interface entre le noyau liquide de  fer fondu, et le manteau solide, composé de silicates, remonteraient vers la surface. La preuve formelle de l'existence de ces courants étroits appelés «panaches» n'a pas pu être faite, notamment à cause de la précision encore insuffisante des images sismiques.

Mais quel matériau de l'interface noyau-manteau serait suffisamment léger pour remonter d'une profondeur de 2.900 km à travers le manteau solide ? C'est la question à laquelle Denis Andrault, du laboratoire Magmas et Volcans (LMV, université Blaise Pascal) et ses collègues ont tenté de répondre en reproduisant en laboratoire les conditions extrêmes existant à l'interface noyau-manteau. Ces travaux ont été présentés dans la revue Nature.

 Illustration montrant comment les panaches mantelliques peuvent être émis à partir de la frontière noyau-manteau (bas de l'image) pour atteindre la croûte terrestre (couches verte et orange au sommet de la coupe). En raison du déplacement latéral des plaques tectoniques à la surface, les panaches mantelliques peuvent créer une série de volcans d'âges différents alignés les uns par rapport aux autres. Une ride océanique et des zones de subduction sont également représentées. Denis Andrault, Henri Samuel, ESRF

Des roches de type chondritique (composition d'un certain type de météorites pressenties pour être à l'origine de la formation de la Terre), typiques du manteau profond et primitif, ont été synthétisées. Ils en ont ensuite comprimé de minuscules éclats (de la taille d'un grain de poussière, soit une cinquantaine de  microns entre deux pointes de diamant coniques, créant ainsi une pression de plus d'un million d'atmosphères. Un faisceau laser a permis de chauffer les échantillons entre 3.000 et 4.000°C, des températures typiques de la couche la plus profonde du manteau qui s'étale sur 200 km d'épaisseur au-dessus de l'interface noyau-manteau. Les échantillons sont extrêmement petits par rapport aux phénomènes naturels se produisant dans le manteau profond. Pourtant, les phénomènes de fusion sont reproduits de façon très satisfaisante et l'analogie de l'échelle de quelques microns dans les expériences à l'échelle des kilomètres dans le manteau profond est donc fiable.

Un faisceau ultrafin de rayons X, d'un diamètre micrométrique, a été employé pour cartographier les échantillons et identifier les régions où la roche avait fondu, en utilisant la méthode de la diffraction X. Une fois les régions fondues identifiées, une autre technique d'analyse mise en œuvre à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), la fluorescence X, a permis de comparer la composition chimique des parties solides et celles ayant fondu auparavant. Ces résultats, d'une grande précision, ont montré que la roche fondue dans ces conditions de température et de pression est plus légère que le solide.

Sous l'effet de la gravité, la roche liquide – plus légère – se déplace vers la surface de la Terre, où le panache de magma forme un volcan. L'étude prouve que les points chauds peuvent effectivement se former dans la région intermédiaire du manteau inférieur solide et du noyau extérieur liquide où la température passe en moins de 200 km de 3.000 à 4.000 °C.

Les résultats de cette expérience sont essentiels pour mieux comprendre la formation des points chauds qui, comme à la Réunion, peuvent provoquer des éruptions volcaniques aux conséquences parfois désastreuses pour les populations. Ils éclairent aussi l'histoire primitive de la Terre en expliquant comment des éléments chimiques importants pour notre vie de tous les jours ont pu s'accumuler dans la croûte terrestre, très près de la surface, alors qu'ils proviennent de l'intérieur profond de notre planète.



Futura Sciences 22/07/2012

Il est fréquent de signaler des éruptions dans l’archipel des Mariannes, en particulier sur les îles Pagan et Anatahan. Attardons-nous quelque peu sur cet archipel qui fait partie d’une longue chaîne de montagnes sous-marine qui s’étire sur 2519 km entre l’île de Guam et le Japon. Les îles du sud de l’archipel sont des destinations touristiques prisées par les Américains. En revanche, les îles du nord, volcaniques, sont désertes. Le volcanisme est le résultat de la subduction de la Plaque pacifique qui s’enfonce dans la Fosse des Mariannes, donnant naissance aux abysses les plus profonds de notre planète.

La plus septentrionale des Mariannes a pour nom Farallon de Pajaros. Les fréquentes éruptions lui ont valu le surnom de «Phare du Pacifique occidental». La dernière activité a eu lieu en 1967 et aucune végétation ne recouvre le sommet de cette île.

Plus au sud, on trouve les Iles Maug, ensemble de trois îles en forme d’anneau, restes de la lèvre d’un ancien volcan. Aucune activité n’a été observée dans les temps historiques.

Viennent ensuite Asuncion et Agrihan. Cette dernière dresse ses 4000 mètres au-dessus du plancher océanique, mais la hauteur émergée n’est que de 965 mètres, ce qui en fait malgré tout le point culminant non seulement des Mariannes, mais de toute la Micronésie. La caldeira de 2 km de diamètre a connu sa dernière éruption en 1917. Elle a entraîné l’évacuation du seul village de l’île.

L’île de Pagan est sortie des eaux il y a moins de 1000 ans. Une éruption majeure a été observée en 1981, avec l’évacuation des deux villages qui occupaient l’île. La dernière éruption a eu lieu en 2010 (voir Volcans).

Alamagan est beaucoup plus petite que Pagan et n’a pas connu d’activité éruptive au cours du dernier millénaire.

L’île la plus méridionale est Anatahan. D’une longueur de 10 km, elle a fait la une de la presse internationale à la fin de la seconde guerre mondiale. En effet, elle avait servi de refuge à un groupe de soldats japonais après le torpillage de leur navire au large des côtes de l’île. Ils vécurent à Antahan jusqu’en 1952 en refusant d’accepter la fin de la guerre six années plus tôt !

D’un point de vue volcanique, la première éruption connue a eu lieu en 2003 et a donné naissance à une vaste caldeira dans la partie E de l’île. Une autre caldeira héberge un lac dans la partie O. La dernière éruption a été observée en 2007 et a duré une année (voir la note de mon blog à ce sujet).

Source : Google Sightseeing.



MAXISCIENCES 04/09/2012 - Volcans

Selon la presse japonaise, une éruption sous-marine a été observée mercredi matin près de l’île Minami-Iwoto, dans l’Océan Pacifique. Un navire des gardes-côtes a aperçu un panache de vapeur qui montait de la surface à 5 km au N-NE de l’île. C’est la première fois depuis juillet 2005 qu’un panache volcanique est observé dans cette région qui se trouve à environ 1200 kilomètres au sud de Tokyo.

D’après les garde-côtes de Yokohama, "le volcan a émis de la fumée et de la cendre jusqu’à une centaine de mètres de hauteur. La mer a pris une couleur jaunâtre ou verdâtre et parfois grise".

La Japan Meteorological Agency (JMA) indique que le volcan – connu sous le nom de Fukutokuokanoba – est entré 7 fois en éruption depuis 1904, année où son activité a été observée pour la première fois. A 3 reprises, les éruptions ont donné naissance à une île qui a ensuite disparu sous la surface de l’océan.

Au cours de l’éruption de 1986, une nouvelle île est apparue mais elle a été balayée par les vagues. Toutefois, en 1999, un soulèvement du plancher marin a réduit la profondeur à seulement 22 mètres. Il se pourrait que la dernière activité donne, elle aussi, naissance à une nouvelle île.


Volcans_de_voya, webmaster de Volcans 17/10/2012

Selon des chercheurs de l'Université McGill, l'ampleur d'une éruption volcanique dépendrait des premières secondes de croissance des bulles dans le magma.

Si les éruptions volcaniques sont un phénomène largement étudié par les scientifiques, elles sont loin d'avoir dévoilé tous leurs mystères. Mais des scientifiques de l'Université McGill, emmenés par le Pr Don R. Baker, du département des sciences de la Terre et des planètes ainsi que ses collaborateurs internationaux ont fait une découverte d'importance. Ils sont parvenus à démontrer que l'ampleur d'une éruption volcanique dépend des dix premières secondes de croissance des bulles dans le magma.

En effet, les éruptions sont mues par l'expansion rapide de bulles formées par l'eau et d'autres substances volatiles emprisonnées dans la roche en fusion qui remonte vers la surface sous un volcan. Ce phénomène est comparable à ce qui se produit lorsqu'on agite une boisson gazeuse. De la même façon, c'est aussi l'influence de la croissance des bulles et de la libération de gaz qui déterminent si le volcan produit une éruption violente ou pas. Pour déterminer que les dix premières secondes étaient essentielles, les chercheurs ont simulé la formation de bulles dans la mousse de magma à l'intérieur des volcans.

Ils se sont pour cela servi de lasers et ont chauffé de la roche en fusion contenant de l'eau jusqu'au point d'ébullition. L'équipe a ainsi pu effectuer une microtomographie X tridimensionnelle d'échantillons au cours des 18 premières secondes de croissance de bulles et de moussage. Les images obtenues ont alors permis de mesurer le nombre et la taille des bulles, d'examiner la géométrie de leurs contacts entre elles et de déterminer le taux de libération des gaz et de diminution de la résistance de la mousse. De cette façon, les chercheurs ont constaté que des milliers de petites bulles se forment initialement, piégeant ainsi le gaz.

Elles se transforment rapidement en une mousse constituée de bulles plus grandes dont la résistance diminue rapidement alors que le taux de libération du gaz augmente. Des changements qui interviennent tous lors des 15 premières secondes de croissance des bulles. Mais les chercheurs ne se sont pas arrêtés là puisqu'ils ont également réussi à comprendre dans quelles conditions se formaient et grossissaient les bulles menant à leur rupture dans la roche en fusion. Ces résultats laissent à penser que des roches en fusion ne contenant qu'une infime quantité d'eau pourraient produire de grandes éruptions dévastatrices.



MAXISCIENCES 20/10/2012

Situé à Hawaï, aux Etats Unis, le Kilauea est l’un des volcans les plus actifs du monde. Chacune de ses éruptions se distinguent par leur durée particulièrement longue et la quantité impressionnante de magma émise. D'où une vigilance accrue de la part des spécialistes.

A l’heure actuelle, l’observatoire volcanique d’Hawaï (HVO) étudie de près une embouchure formée au creux du cratère principal, l’Halema'uma'u, et contenant un lac de magma. Or, selon les experts, la lave aurait atteint récemment un niveau record depuis l’ouverture de la cavité en 2008.

Dimanche 14 octobre, les scientifiques ont relevé la hauteur située entre 45 et 50 mètres. "Le niveau de la lave continue actuellement de fluctuer mais reste particulièrement élevé" confie à ourAmazingplanet Jim Kauahikaua, chercheur au HVO. Selon lui, le comportement du lac est un excellent indicateur du niveau de magma à l’intérieur du volcan. Il explique : "Le lac est probablement la partie supérieure d'un conduit ouvert directement sur une chambre magmatique peu profonde. Par conséquent, il reflète les changements de pression dans le réservoir".

Une des conséquences possibles à ce phénomène est l’effusion de lave au niveau du cratère alema'uma'u. "On peut s'attendre à ce que le lac de lave continue d’augmenter lentement jusqu'à provoquer une rupture quelque part dans le système de transport souterrain. Ceci engendrera alors un site d’éruption sur la partie Est du volcan" conclut Jim Kauahikaua.





MAXISCIENCES 22/10/2012

La glace fond, donc les éruptions volcaniques augmentent ! S’il est largement établi que l’activité volcanique influe sur le climat, la relation inverse n’est pas évidente. Pourtant, une étude a récemment montré que lorsque le climat se réchauffe, les volcans sont beaucoup plus actifs.

L’impact climatique des éruptions volcaniques peut être fulgurant. Si les émissions d’aérosols et de soufre issues d’une éruption atteignent la stratosphère et se dispersent sur une large étendue, alors la température de l’air peut diminuer. Les aérosols peuvent en effet renvoyer vers l’espace une grande quantité de l'énergie solaire. Par exemple, au cours de l’année qui a suivi l’éruption du volcan Pinatubo en 1991 aux Philippines, la température moyenne globale de l’atmosphère a baissé de 0,2 °C.

S’il existe de nombreuses incertitudes sur l’impact des éruptions volcaniques sur le bilan radiatif, il est largement établi que des éruptions aussi importantes que celle du Pinatubo influencent directement le climat moyen. En revanche, l’idée que le climat puisse influencer l’activité volcanique n’était jusqu’alors pas réellement considérée. Pourtant, une équipe germano-américaine est parvenue à montrer que le climat modifiait la fréquence des éruptions volcaniques. Cette découverte est le fruit de la collaboration des chercheurs du Geomardu Helmholtz Centre for Ocean Research (Kiel, Allemagne) et de l’université de Harvard (Massachussetts, États-Unis).


Le volcan Villarrica, au Chili, fait partie des volcans dont l'activité est visible sur les carottes du plancher océanique. M. Nicolai, Geomar

Cette surprenante découverte est née de l’étude de carottes du plancher océanique au niveau de l'Amérique centrale. Pendant plus de 10 ans, les scientifiques se sont concentrés sur les volcans de cette région et ont reconstitué plus de 460.000 ans d’activité volcanique. À partir des carottes du plancher, ils ont examiné les couches de cendres. Certaines périodes sont clairement marquées par une activité volcanique plus intense. En comparant ces pics d’activités à l’histoire du climat, les chercheurs ont eu la surprise de découvrir une corrélation. Chaque hausse d’activité volcanique était précédée d'une augmentation de la température moyenne de l’atmosphère.

En vue d’étendre cette découverte, les scientifiques ont élargi leur champ d’étude. Ils ont analysé d’autres carottes du plancher de l’océan Pacifique (issues du programme IODP), ce qui leur a permis de diagnostiquer cette relation sur l’ensemble du bassin. Sur toutes les carottes, ils ont retrouvé cette même corrélation. À chaque réchauffement climatique global associé à la fonte des glaces, les éruptions volcaniques étaient plus fréquentes. Ces résultats sont publiés dans le Journal of Geology.

Une théorie pour expliquer ce lien de cause à effet a émergé des projections des modèles numériques. Lorsque le climat se réchauffe à l’échelle mondiale, les glaces fondent rapidement. Et donc, le niveau de la mer augmente. Les continents, allégés de la charge des glaciers perdus, voient leur masse diminuer, tandis que le poids sur les plaques océaniques augmente. De telles variations de masse provoquent des mouvements de la roche : c’est l’ajustement isostatique. Mais ces changements de pression induisent aussi la formation de failles, routes par lesquelles le magma peut remonter. C'est l’ascension facilitée du magma qui expliquerait alors l’augmentation des éruptions.

«Si nous suivons les cycles climatiques naturels, nous sommes actuellement à la fin d'une phase très chaude. Par conséquent, les éruptions volcaniques sont plus calmes. Toutefois, avec notre compréhension actuelle du phénomène, nous ignorons l'impact du réchauffement d'origine anthropique », expliquent les chercheurs. L'étape suivante consiste à examiner les variations historiques, afin de mieux comprendre les implications du réchauffement climatique à court terme de nos jours.


Carottes du plancher océanique en Amérique centrale. En noir, les couches de cendres volcaniques. Une nouvelle étude montre que les volcans sont plus actifs quand le climat se réchauffe. S. Kutterholf, Geomar


FUTURA SCIENCES 22/12/2012

Le mois dernier, des chercheurs de la NASA ont envoyé trois aéronefs commandés à distance au-dessus du volcan Turrialba, en activité, au Costa Rica. Cette expédition est destinée à récolter les informations nécessaires au développement des modèles prédictifs sur le déplacement des nuages volcaniques.

L’étude des volcans depuis le haut représente un travail dangereux non seulement pour les avions mais aussi pour les pilotes qui les conduisent. "C'est très difficile de collecter des données à l'intérieur des colonnes et nuages d'éruptions volcanique parce que les vitesses des vents ascendants sont très élevées et que les concentrations élevées en cendres peuvent rapidement détruire les engins", a expliqué David Pieri, scientifique au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Afin de pouvoir pénétrer cet espace aérien sans prendre le moindre risque, il est désormais possible d’envoyer des aéronefs commandés à distance. Le mois dernier, une équipe de chercheurs de la NASA s’est ainsi rendue au Costa Rica pour déployer trois drones militaires au-dessus du volcan Turrialba. Les petits avions télécommandés ont été envoyés au sein du nuage nocif de dioxyde de soufre dégagé par le cratère en activité. Ces dispositifs, équipés de moteur électrique, sont capables de résister à un environnement aussi extrême que celui-ci.

Légers, moins de deux kilos, les appareils sont dotés d'une série d’instruments capables de récolter des données cruciales sur la nature des cendres et gaz volcaniques. Le projet a été lancé dans l’objectif d’améliorer la télédétection de produits volcaniques afin de pouvoir réaliser des cartes de concentrations et distributions. A terme, ces résultats pourraient permettre d’améliorer les modèles informatiques, comprendre le déplacement des nuages volcaniques et améliorer les prévisions climatiques à l’échelle mondiale.

En effet, pour mieux comprendre les déplacements des nuages, il est important de connaître l’intensité et la nature de l’activité volcanique au niveau du cratère. En connaissant la concentration moyenne de gaz et de cendres, ainsi que les températures au cours de l'éruption il est ainsi possible de construire des modèles fiables et de mieux prévenir les conséquences des éruptions.


Maxisciences 2/4/2013

Les particules émises lors d’éruptions volcaniques majeures refroidissent l’atmosphère par un effet "parasol", réfléchissant les rayons du soleil. Ces particules volcaniques ont un effet direct assez bref, deux à trois ans, dans l’atmosphère. Pourtant, elles modifient pendant plus de 20 ans la circulation océanique de l’Atlantique nord, qui relie courants de surface et courants profonds, et module le climat européen.

C’est ce que viennent de découvrir des chercheurs du CNRS, de l’IRD, du CEA et de Météo‐France  en combinant, pour la première fois, des simulations climatiques, des mesures océanographiques récentes et des informations issues d’archives naturelles du climat. Ces résultats sont publiés le 30 mars 2015 dans Nature Communications.

 L'Agung en 1989 Tom Pierson, 1989 (U.S. Geological Survey) / domaine public


L’océan Atlantique est le siège de variations de la température de surface qui s'étendent sur plusieurs décennies et qui influencent le climat de l’Europe. Cette variabilité lente est due à des modifications de la circulation océanique, qui relie les courants de surface aux courants profonds, et qui transporte la chaleur depuis les tropiques jusqu’aux mers de Norvège et du Groenland. Cependant, sa cause reste mal connue.

Afin d’en décrypter les mécanismes, les chercheurs ont tout d’abord utilisé des informations couvrant le dernier millénaire et issues d’archives naturelles du climat. Ainsi, l’étude de la composition chimique de l’eau des carottes de glace du Groenland permet d’y estimer les changements passés de température. Ces données montrent le lien étroit entre la température de surface de l’océan Atlantique et la température de l’air au-dessus du Groenland, et révèlent que la variabilité du climat dans cette région est un phénomène périodique dont certains cycles, ou oscillations, durent environ vingt ans.

En utilisant des simulations numériques de plus de vingt modèles de climat différents, les chercheurs ont également mis en évidence que des éruptions volcaniques majeures, comme celle de l’Agung, en Indonésie en 1963, ou du Pinatubo, aux Philippines, en 1991, pouvaient modifier en profondeur la circulation océanique de l’Atlantique nord.

 Panache volcanique s'élevant au-dessus du Pinatubo lors de son éruption de 1991.. D. Harlow / domaine public

En effet, les grandes quantités de particules émises par ces éruptions vers la haute atmosphère réfléchissent une partie du rayonnement solaire par un effet similaire à celui d’un parasol, ce qui entraîne un refroidissement du climat à la surface de la Terre. Ce refroidissement, qui ne dure que deux à trois ans, provoque alors une réorganisation de la circulation océanique dans l’océan Atlantique nord. Quinze ans environ après le début de l‘éruption, cette circulation s’accélère, puis ralentit au bout de vingt-cinq ans, et accélère à nouveau trente-cinq ans après le début de l’éruption volcanique. Les éruptions volcaniques semblent ainsi fonctionner, sur la circulation océanique de l’Atlantique nord, à la manière d’un "pace-maker" qui met en route une variabilité sur 20 ans.

Les scientifiques ont confirmé ces résultats en les comparant avec des observations de la salinité océanique, facteur déterminant pour la plongée des eaux et donc de la circulation océanique. Ils ont décelé, dans les simulations numériques et dans ces observations océanographiques modernes, des variations similaires au début des années 1970 et 1990 liées à l’éruption du volcan Agung.

 Vue aérienne du cratère d'El Chichón en 1982, un mois après la fin de l'éruption. NASA / domaine public

Grâce à des observations issues de carotte de glace groenlandaise, à des observations effectuées sur des coquillages bivalves, âgés de plus de cinq cent ans et vivant au nord de l’Islande, et à une simulation du climat du dernier millénaire, les chercheurs ont systématiquement identifié une accélération de la circulation océanique quinze ans après cinq éruptions volcaniques ayant eu lieu il y a plusieurs centaines d’années.

Enfin, les chercheurs ont mis en évidence les interférences produites par les trois dernières éruptions volcaniques majeures, Agung en 1963, El Chichon, au Mexique en 1982 et Pinatubo en 1991, expliquant pour la première fois la variabilité récente des courants de l’océan Atlantique nord.

Ils concluent qu’une éruption majeure dans un futur proche pourrait avoir une incidence pendant plusieurs décennies sur les courants de l’océan Atlantique nord et donc sur la capacité de prévoir la variabilité du climat européen. Ils souhaitent désormais consolider ces résultats en multipliant les sources de données, notamment en paléoclimatologie.


IRD 30MAR2015

On nomme supervolcans les volcans capables de faire une éruption exceptionnellement massive et dévastatrice. Leur intensité varie mais est suffisante pour créer des dommages à l’échelle continentale. Futura-Sciences a rencontré Jacques-Marie Bardintzeff, docteur en volcanologie, afin d’en savoir plus sur ces dangereux volcans. (Pour voir la vidéo dédiée à cette entrevue, cliquez sur le lien source cité en bas à gauche à la fin de ce message).





Futura Sciences 19/9/2015

Une carte en 3D de l'intérieur de la Terre vient d'être réalisée par des géophysiciens. Sa particularité ? Elle est suffisamment précise pour révéler de façon concluante l'existence et la nature des panaches de roches chaudes traversant le manteau terrestre. Une découverte qui corrobore la théorie des points chauds, expliquant l'origine de l'activité volcanique régulière qui donne naissance à des chaînes d'îles volcaniques comme Hawaï, Samoa et l'Islande.

Depuis la fin des années 1970, plus personne ne doute sérieusement que la théorie de la tectonique des plaques est le cadre unificateur de la géologie. Et pourtant, la dérive des continents faisait encore l’objet de remises en cause de la part de certains géologues à la fin des années 1960, et même au début des années 1970. En France, l’un des premiers volcanologues à la prendre au sérieux, des années avant sa démonstration par les géophysiciens anglo-saxons, a été Haroun Tazieff.

 Une éruption à Hawaï en 2007. Son origine peut s'expliquer dans le cadre de la théorie des points chauds. USGS

On doit la formulation moderne de la théorie de la dérive des continents de Wegener à des géophysiciens théoriciens comme Xavier Le Pichon, Jason Morgan et Dan McKenzie. Cette théorie est finalement devenue la théorie de l’expansion des fonds océaniques et de la tectonique des plaques. Selon elle, les frontières des plaques sont les lieux où se trouvent les volcans et où se produisent les tremblements de Terre. Comment comprendre alors qu’il existe des volcans actifs au beau milieu de certaines plaques, comme celle du Pacifique ?

 La réponse de William Jason Morgan à cette question a été de postuler en 1971 qu’en plus des courants de convection brassant le manteau et provoquant les déplacements des plaques, il devait exister des panaches faisant remonter de la partie inférieure du manteau des roches particulièrement chaudes et fluide. Supposés fixes, ce qui ne va pas sans poser quelques problèmes, ces points chauds permettaient, par exemple, d’expliquer pourquoi les îles volcaniques d’Hawaï se retrouvent alignées et sont le siège d’épanchements magmatiques importants comme ceux du Mauna Loa en 1984. (Photo Le géophysicien William Jason Morgan, grand théoricien de la théorie de la tectonique des plaques).

En effet, des panaches s’élevant tels des diapirs à intervalles réguliers d’une même zone juste au-dessus de l’interface noyau-manteau, atteignant à diverses périodes le sommet de la plaque pacifique en mouvement, semblent une explication naturelle à l’alignement des îles Hawaï.

Toutefois, certains géophysiciens, comme Don Anderson, émettaient des doutes sur l’existence des points chauds depuis des années, comme on peut le voir sur ce site.

En fait, l’un des problèmes principaux que l’on rencontre avec la théorie des points chauds, bien qu’elle soit capable d’expliquer l’occurrence de plusieurs volcans comme celui de l’île de la Réunion, c’est celui du lieu de naissance de ces panaches. 

 Un extrait des simulations numériques nourries par les données de la tomographie sismique qui révèlent les panaches mantelliques. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En cliquant ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français », puis cliquez sur « OK ».  UC Berkeley Campus Life 2/9/2015

Cependant, la tomographie n’a pas encore permis de trouver de points chauds sous certains volcans. Ainsi, curieusement, aucun point chaud n'a été détecté sous le supervolcan du parc de Yellowstone, peut-être parce que les panaches qui s’y trouvent sont encore trop fins pour être révélés par la résolution des images 3D aujourd’hui atteinte.

Selon Barbara Romanowicz, on doit aussi conclure de ce travail que la taille des panaches ne peut pas résulter uniquement de leurs plus hautes températures par rapport au manteau ; les panaches ne seraient alors larges que de 100 à 200 kilomètres. 

Une hypothèse avancée fait intervenir une différence de composition chimique résultant d’un mélange de roches reflétant l’état de la Terre primitive – et que l’on trouverait dans les deux grandes poches au-dessus du noyau – avec celles du manteau prises dans les mouvements de convection qui tendent à homogénéiser ses couches supérieures. Les données de la géochimie montrent d’ailleurs depuis longtemps des différences de composition aussi bien chimiques qu’isotopiques entre les laves des points chauds et celles des volcans que l’on trouve ailleurs, par exemple à l’aplomb des zones de subduction


Futura Sciences 22/9/2015

Le mystère des éruptions de supervolcans est-il résolu ? Des chercheurs américains démontrent que le déclencheur des éruptions est lié à des facteurs externes au volcan, à l'inverse des autres volcans de la Terre. 

 Le supervolcan de Yellowstone aux Etats-Unis. Caters News agency/SIPA

Un monstre géologique est tapi sous le parc de Yellowstone, fiché au cœur même des Etats-Unis, l'un des "supervolcans" qui ne ressemblent à aucun autre. Une nouvelle étude menée par des géologues américains menés par Patricia Gregg de l’université de l’Illinois et présentée au congrès de la Société géologique américaine, vient conforter leur singularité en démontrant qu’ils n’entrent pas en éruption parce que la pression interne s’élève et fait monter le magma par des cheminées, comme c’est le cas pour les autres volcans, mais parce que la pression externe augmente, lorsque les murs et le couvercle de la chambre magmatique craquent ou s’effondrent sur celle-ci.

Retour au supervolcan de Yellowstone l'un des plus grands du monde. De l’extérieur, on n’en voit que les manifestations "épidermiques" : sources chaudes, fumerolles, geysers – c’est d’ailleurs ici que l’on trouve les deux tiers des geysers de la planète –, autant de phénomènes hydrothermaux dont la production de chaleur équivaut en moyenne à une puissance énergétique de 4500 mégawatts. Mais sous la croûte rocheuse, à 45 km de profondeur, s’étend une chambre magmatique de 19 km de haut sur 64 km de long et 40 km de large, qui peut donc contenir un volume de 10.400 km³ de roches solides, spongieuses ou en fusion.

 La rivière Yellowstone dans la caldeira. Ed Austin/Herb Jones / domaine public

Au cours des deux derniers millions d'années, ce supervolcan qui s'étend sur trois Etats (Wyoming-Idaho-Montana) ne s’est réveillé que trois fois. La dernière éruption cataclysmique remonte à 640.000 ans : elle a produit quelques 2500 km³ de magma et recouvert de cendres la plus grande partie de l'Amérique du Nord et a laissé une caldeira de plus de 70 kilomètres sur 30, visible de l'espace seulement. 

Dans l'Histoire, aucune éruption n’est comparable. Pour mémoire, l'une des éruptions les plus impressionnantes de notre époque, celle du mont Saint-Helens, en 1980, a craché 1 km³ de magma. En 1883, le volcan Krakatau a rejeté 9 km³ de magma. Enfin, l’éruption explosive du volcan de Santorin, survenue il y a plus de 3600 ans, a éjecté 40 à 60 km³ de magma, ce qui a fait tout de même de grands dégâts autour de la mer Egée et mit fin à la civilisation minoenne en Crète.

Les supervolcans jouent dans une autre cour, puisqu’ils regroupent ceux qui produisent plus de 500 km³ de magma lors d’une seule éruption et sont capables d’engendrer des dégâts à l’échelle continentale, voire mondiale. Il est donc important de surveiller ces bombes géologiques à retardement. Mais pour cela, encore faut-il en comprendre le fonctionnement. 

En 2014, des scientifiques avaient émis, dans Nature Geoscience, l’hypothèse que ces superéruptions se produisaient quand la densité du magma diminue par rapport  aux roches environnantes et du coup, comme un glaçon en train de fondre, cela exercerait une pression croissante sur le toit de la chambre magmatique, qui finirait par se fracturer, ouvrant  les vannes de l’enfer. 

Cette hypothèse, la plus communément admise, est battue en brèche par la géologue américaine Patricia Gregg qui, en introduisant les critères de l’étude de 2014 dans ses propres modèles numériques, n’a pu en reproduire les résultats. Dans ces modèles, qui reposent sur la physique, la liquéfaction du magma n’ajoute que peu de pression au système, quelle que soit la taille de la chambre magmatique ou la densité du magma.

Un nouveau scénario issu de la physique newtonienne émerge donc aujourd’hui. Pas de couvercle qui saute quand la cocotte-minute est en surpression, mais un toit qui s’écroule vers le bas quand la structure de la chambre magmatique s’affaiblit. 

L’éruption est alors directement liée à la taille de la chambre magmatique. Lorsque celle-ci grandit et s’étend, elle affecte la stabilité des roches la contenant. Son couvercle devient instable, craque, etc. Selon ce modèle, si un pan du toit fissuré pénètre dans la chambre magmatique, il permet alors au magma de surgir à la surface, déclenchant une sorte de réaction en chaîne de fracturation hydraulique qui finirait par mobiliser entièrement le supervolcan. Ce fonctionnement inverse de celui des autres volcans, s’il est confirmé, devrait à terme permettre d’adapter les systèmes de surveillance des supervolcans, notamment en examinant la sismicité, la stabilité du toit, etc.

Car si les éruptions de supervolcans sont rares (à peu près tous les 50 000 ans) elles peuvent provoquer autant de dégâts que l’astéroïde qui amorça l’éradication des dinosaures de la planètes, il y a 65 millions d’années. 

Pour en revenir à l’exemple de Yellowstone, sa dernière éruption avait eu des conséquences jusqu'à 5000 kilomètres de distance. Le magma chargé de gaz toxiques qui se rue à la surface de la Terre se fragmente en poussières, blocs de pierre, etc., engendrant une rapide nuée ardente qui extermine tout ce qu'elle recouvre, enterrant la vie sous une couche de cendres de plusieurs dizaines ou centaines de mètres d'épaisseur à des centaines de kilomètres à la ronde. 

La dernière éruption de Yellowstone recouvrit ainsi tout le continent nord-américain d'un linceul de cendres blanches, que l'on a détecté récemment lors de sondages dans l'Iowa et dans le golfe du Mexique. De plus, une importante fraction de ces cendres monte en colonne jusqu'à la stratosphère (entre 12 et 18 kilomètres de hauteur) où elles sont dispersées par les vents et encerclent la Terre, réfléchissant une partie des rayons solaires.

Par ailleurs, le dioxyde de soufre présent dans le magma, est oxydé dans l'atmosphère et devient de l'acide sulfurique sous forme de minuscules gouttelettes de 1 micromètre. Cet aérosol, qui absorbe une quantité importante des radiations solaires, demeure un à deux ans dans la stratosphère, formant un véritable barrage au Soleil. 

La luminosité s'abaisse tandis que les températures chutent durablement (une ou plusieurs années) à l'échelle d'un hémisphère, voire du globe tout entier. C’est ce que l’on nomme l’hiver volcanique, qui affecte le climat de manière aussi dramatique que l'hiver nucléaire. 

Mais le froid, qui a raison de nombreuses espèces de la flore et de la faune n'est que le moindre mal : lorsque la poussière retombe finalement et que les aérosols se dissipent, il faut compter avec un amincissement drastique de la couche d'ozone et une augmentation sensible du degré de radiation des ultraviolets, entraînant cancers et mutations génétiques chez les organismes vivants. La concentration d'oxyde d'azote dans l'atmosphère provoque des pluies acides et, par conséquent, l'empoisonnement des rivières et des sources. 

Ce n'est pas pur hasard si les périodes de grandes éruptions volcaniques coïncident avec des périodes d'extinction massive sur Terre.


Sciences et avenir 14/11/2015