l’origine des volcans

Ils sont apparu il y a environ 4 milliards d’années, dès que la croûte terrestre a commencé à se solidifier. On estime aujourd’hui que notre planète compte prés de 1500 volcans actifs. Au cours du XXème siècle, 400 ont connu au moins une éruption. Des chiffres à relativiser car ils sont sans compter les dizaines de milliers de volcans inconnus qui jalonnent les rifts sous-marins.

Quelques chiffres
Le plus haut volcan actif : Antonfalla (Argentine) 6450 m
Le plus gros volcan actif : Mauna Loa (Hawai) 40 000 km3
Éruption la plus meurtrière : Tambora (Indonésie) 92 000 morts en 1815.

Leur formation
La tectonique des plaques explique la répartition des volcans. En effet, ils se localisent en majorité là où la croûte terrestre se casse, coulisse, se compresse, là où les secousses telluriques abondent : aux limites entre les plaques, le long des dorsales et des arcs. Le magma plus léger et plus chaud profite de ces zones fragilisées de l’écorce terrestre pour remonter à la surface.
Mais ceci explique une partie de l’origine des volcans, et laisse en suspend l’origine de ceux qui se trouvent au milieu des plaques, soit sur les continents soit dans les profondeurs des océans. Une hypothèse : ces volcans seraient le moyen que possède la planète pour évacuer sa chaleur interne (5 000 degrés) crée par la décomposition des éléments radioactifs.

De quoi est fait un volcan?
On sait qu’un volcan est formé de trois parties : une chambre magmatique (réservoir de magma : lave + gaz), une ou des cheminées volcaniques qui font communiquer l’intérieur de la Terre avec la surface, et enfin, la montagne volcanique.

La diversité des volcans
Les cônes constituent la forme volcanique la plus classique, ils peuvent être de taille et de monts différents (de quelques mètres à 3776 mètres comme le Fuji-Yama). Leurs pentes sont relativement raides (30°). Nombreux sont les volcans constitués de plusieurs cônes dit « adventifs » témoins d’éruptions passées. (L’Etna en compte plus de 250 !)
Les volcans se différencient également par leur sommet. Les plus classiques possèdent un cratère, l’orifice de leur cheminé est ouvert ; d’autres un maar (un nouveau lac) formé par une dépression causée par un choc des températures de la lave avec l’eau.
Les volcans-boucliers ont une forme convexe due à l’accumulation massive de magma dans les réservoirs et la pression exercée sur les flans du volcan. Leur sommet paraît presque plat car la pente n’est que de 2 à 10°. Ce qui ne les empêche pas de battre des records, le Mauna Loa (îles Hawaï) avec 4170 m d’altitude et 250 km de diamètre à la base.
Après une longue existence active au cours de laquelle un volcan a rejeté des quantités importantes de matériaux, se crée un vide sous l’édifice volcanique dans ses réserves de magma, engendrant l’effondrement de tout le cône. On a ainsi la création d’une caldeira, vaste chaudron qui remplace le cône du volcan. Ces phénomènes donnent naissance à des paysages diversifiés et peuvent isoler des microcosmes uniques au monde comme la caldeira de Ngorongoro (Tanzanie) murée dans 20 km de diamètre.

LES MÉCANISMES DE L’ÉRUPTION

volcan

Pour quelles raisons une éruption se déclenche-t-elle?
Lorsque la pression dans la chambre magmatique est trop élevée, celle-ci se gonfle progressivement jusqu’à ce qu’elle explose, le magma monte alors vers la surface. La mise sous pression de la chambre peut se produire soit simplement par l’arrivée de nouveau magma en provenance de la source profonde soit par un phénomène de décompression des gaz : le magma se refroidit et les gaz qu’il contient s’en échappent.
Comme une cocotte-minute, lorsque la pression des gaz devient trop forte, l’écorce se fissure et expulse un mélange de gaz, de roches fondues et solidifiées, c’est l’éruption.

Que contient une éruption ?
Des gaz souvent nauséabonds et violemment éjectées pouvant atteindre des dizaines de kilomètres de hauteur à une vitesse d’ascension de 200 kilomètres à l’heure. Ces gaz sont principalement constitués d’eau qui incorpore des chlorures, des carbonates, et des sulfates. Mais on y trouve aussi du gaz carbonique, de l’oxyde de carbone, du méthane, de l’ammoniaque et de l’acide chlorhydrique, qui en forte quantité peuvent se révéler mortels.
De la lave, c’est un magma qui a perdu l’essentiel de ses gaz en arrivant à la surface. La température de la lave varie de 400 à 1200 °C. Les différences de température sont dues à la composition de la lave, et cela influe aussi sur la vitesse d’écoulement de celle-ci. En effet, une lave basique, pauvre en silice mais riche en ferro-magnésiens, sera plus chaude, mais aussi plus fluide qu’une lave acide, riche en silice et visqueuse.
Les volcans émettent également des projections qui se solidifient dans l’air et que l’on appelle pyroclastites, ce qui signifie ‘débris de feu’. Ces débris sont classés par taille, les plus fins, de minuscules fragments de lave pulvérisés par les explosions, sont appelés cendres, les lapilli atteignent quelques millimètres de diamètres, et les scories correspondent à des fragments de lave non cristallisée. Existent aussi les bombes, ces retombées de gros blocs de forme ovale à l’état visqueux.

LES DIFFÉRENTS TYPES D’ÉRUPTION

C’est en se basant sur l’étude des produits émis par le volcan que l’on détermine les différents types d’éruption.

Les éruptions de type explosif
Caractérisées par l’abondance de gaz parfois bloqués par un bouchon lors de la montée du magma dans la cheminée volcanique, l’expulsion brutale de ce bouchon entraîne une explosion souvent très violente. Mais il existe une variante dans ce type d’éruption, ce sont les éruptions à nuées ardentes. Elles se définissent par un magma visqueux qui retient les gaz. La poussée des gaz provoque des fissures dans le toit de la chambre magmatique. Le mélange gaz-lave fait éruption au niveau des fissures produites sur les flancs du volcan et l’ensemble dévale les pentes à une allure rapide (500 km/h).

Les éruptions de type effusif
Caractérisées par un dégazage facile du magma qui provoque de petites explosions. Ces explosions entrainent la pulvérisation et la projection de la lave sous la forme de bombes ou de scories. Leur accumulation s’effectue autour du cratère. Si le magma venait à déborder du cratère, celui-ci s’épancherait sous forme de coulée avec des morphologies variées. Les laves qui s’écoulent empruntent généralement des cours d’eau. Le mélange de lave, de blocs, de cendres et de boue sédimentaire se transforme en un torrent de boue volcanique appelé lahar qui dévale les pentes du volcan à une vitesse prodigieuse.

Mais, généralement, on classe les types d’éruption selon les huit activités suivantes, car il est impossible d’affirmer qu’un volcan est d’un certain type.

L’éruption hawaiienne est caractérisée par la prédominance de laves très fluides qui s’écoulent le long des fissures, jaillissent en fontaines de plusieurs mètres de hauteur et s’étalent en immenses coulées sur de grandes surfaces. Ces laves ne contiennent pratiquement pas de gaz donc les explosions sont rares.

L’éruption strombolienne est tantôt explosive, tantôt effusive. Le volcan est constitué par l’alternance de couches de cendres, de bombes, de blocs et de coulées de lave. La régularité et la périodicité de ces éruptions avec ses explosions modérées accompagnées de projections de scories, en font un volcan facile à approcher et rarement dangereux. Ce type de volcan se caractérise par des laves un peu moins fluides que le type précédent. Cette viscosité plus élevée entraîne l’accumulation de gaz qui rendent parfois les explosions assez violentes.

L’éruption vulcanienne est caractérisée par un magma pâteux qui, parce qu’il peine à s’écouler, forme un bouchon au niveau de la cheminée. Lorsque la pression en gaz est maximum, il explose violemment projetant une pluie de pyroclastiques.

Les éruptions à dôme péléen sont dues à un magma hyper visqueux qui ne parvient pas à s’écouler et bouche le sommet de la cheminée formant un dôme.
L’origine de ce nom est due à l’éruption de la montagne Pelée en 1902 en Martinique. Cette catastrophe débuta par l’apparition brutale d’un immense nuage de gaz surchauffés et de cendres échappées d’une fissure ouverte sur le côté du volcan. Il se produisit alors une explosion d’une violence incroyable. En quelques minutes, la ville de St-Pierre fut anéantie avec ses 30 000 habitants. Après l’éruption, la lave très visqueuse forma un dôme au-dessus du cratère. Ce dernier atteignit 476 mètres de haut avant de s’écrouler peu à peu, balayé par les effets du vent.

ENTRE CRAINTE ET FASCINATION

Une menace réelle
La catastrophe de Pompéi et ses milliers d’habitants figés par la lave et sa chaleur reste l’image archétype de la puissance meurtrière du volcan. Pourtant, la lave est loin d’être la principale cause de mortalité suite à une éruption volcanique.
Les volcans situés prés d’un glacier ou dont le cratère abrite un lac peuvent également générer des torrents de boue et des inondations. Et lorsqu’un volcan sort de l’eau, l’explosion peut être accompagnée de raz de marée ou tsunami en japonais. L’eau dévaste alors tout sur son passage.
Le 21 août 1986, ce sont les gaz les responsables de la catastrophe : une nappe de gaz carbonique s’échappe du lac Nyos (Cameroun) situé au sein d’un volcan éteint, asphyxiant 1746 personnes et 3000 bovins.
Les projections peuvent obscurcir le ciel pendant des mois, voire intercepter le rayonnement solaire pendant des années entraînant une baissent globale de la température. Ce fut le cas suite à l’éruption du volcan El Chichon en 1982, le climat se trouva modifié.

Protection et lutte
La déviation de la coulée est, aujourd’hui encore , une intervention efficace sous réserve qu’elle soit orientée vers une zone non habitée et non cultivée. En 1983, une équipe de volcanologues et d’ingénieurs tenta de détourner une coulée de l’Etna en faisant sauter son mur latéral à l’aide de 400 kilos d’explosifs, 20% seulement du flot se dévia pendant quelques heures. Parallèlement à cette action de dynamitage, les Italiens construisirent d’énormes barrages de scories et de terre en contrebas pour éviter que la lave n’envahisse une zone résidentielle. La technique s’est révélée particulièrement efficace pour cette action.
Pourtant en 1935 et 1942, lorsque Thomas Jaggar, l’un des pères de la volcanologie moderne et fondateur de l’Observatoire volcanologique d’Hawaii, proposa de bombarder les coulées du Mauna Loa si elles menaçaient la ville de Hilo, les écoulements de lave furent certes perturbés par les bombardements, mais pas véritablement déviés. Sur la même île, en 1960, lors de l’éruption du Kilauea, les Américains essayèrent de contenir une coulée en édifiant de longs barrages de scories et de terre. Le flot ne se laissa pas dompter et submergea tout. Au cours de cette même campagne, les pompiers testèrent l’arrosage de coulées lentes pour les refroidir, donc les immobiliser. La méthode avait ses avantages, permettant de contenir la lave pendant quelques heures, le temps de vider les maisons menacées.
Malheureusement, de plus en plus, et dans le monde entier, modifier la direction d’une coulée pose de sérieux problèmes juridiques. Une déviation est un acte délibéré de l’homme qui intervient contre un phénomène naturel. La coulée détournée va épargner la zone que l’on veut protéger, mais elle devra s’épancher ailleurs, peut-être sur des terres agricoles et des maisons que les autorités auront estimées de moindre valeur. Les propriétaires n’hésiteront pas à se retourner contre les responsables de la déviation en exigeant réparation. C’est pourquoi, dans la plupart des Etats, les politiciens refusent maintenant les tentatives de ce genre.

QUEL AVENIR POUR LES VOLCANS ?

Les volcans sèment la mort et paradoxalement des milliers de personnes vivent aujourd’hui à leurs pieds, car ils y amènent aussi la vie… Parce que la terre y est plus fertile, parce que le volcan produit métaux et pierres précieuses, parce que les parcs volcaniques constituent des pôles touristiques attractifs, parce que la géothermie conduit à la formation de sources chaudes naturelles où il est bon de se baigner, et parce que l’homme se sert de cette énergie naturelle, la vapeur d’eau émanant des sources chaudes, pour alimenter les centrales électriques et se chauffer.
Un tout petit pas vers les énergies renouvelables quand on sait que les volcans recèlent d’inépuisables ressources que les chercheurs travaillent à capter…