Volcanisme et volcanologie E-Book

Encyclopaedia Universalis

• Herausgeber: Encyclopaedia Universalis
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Französisch
• Veröffentlichungsjahr: 2016

Seitenzahl: 76

Beschreibung

Le 24 août de l'an 79 après J.-C., le Vésuve se réveilla au terme d'un repos de plusieurs siècles et détruisit les villes d'Herculanum, de Pompéi et de Stabiès. En 1783, l'éruption fissurale du Laki , en Islande, entraîna la mort de plus de 10 000 personnes par ses flots de lave et ses projections...

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ISBN : 9782341004916

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Volcanisme et volcanologie

Introduction

Le 24 août de l’an 79 après J.-C., le Vésuve se réveilla au terme d’un repos de plusieurs siècles et détruisit les villes d’Herculanum, de Pompéi et de Stabiès. En 1783, l’éruption fissurale du Laki, en Islande, entraîna la mort de plus de 10 000 personnes par ses flots de lave et ses projections de cendres, qui couvrirent l’ensemble de l’île et engendrèrent des famines suivies d’épidémies. En 1792, l’éruption de l’Unzendake, au Japon, ensevelit 10 000 victimes sous les « lahars » (torrents de boue) qu’elle déclencha. En 1815, l’éruption du Tambora, en Indonésie, causa directement la mort de 12 000 personnes et indirectement, par la famine qui s’ensuivit, celle de 80 000 autres. L’éruption du Krakatoa, en 1883, fut particulièrement violente (les cendres furent projetées dans la très haute atmosphère) et s’accompagna d’un tsunami qui fit plusieurs dizaines de milliers de victimes. Le 8 mai 1902, la ville de Saint-Pierre de la Martinique était anéantie avec ses 28 000 habitants par une nuée ardente fusant de la montagne Pelée.

Déchirure volcanique du Laki (Islande). À environ 90 kilomètres à vol d'oiseau au nord-est de l'Eyjafjallajökull, la zone du Lakagigar (ou Laki) montre un alignement volcanique d'environ 25 kilomètres de longueur. Il fait partie d'un ensemble de fossés tectoniques distensifs (grabens) qui traversent l'Islande du nord au sud et correspondent en fait à l'émersion de la dorsale médio-atlantique, couplée à la présence d'un point chaud. De part et d'autre de cette zone, l'Islande se déchire et s'écarte d'environ 2 centimètres par an. Il s'agit là du seul endroit du globe, avec la région des Afars dans l'est de l'Afrique, où on peut observer une dorsale océanique à pieds secs. (Tokelau/ Shutterstock)

Il existe des milliers de volcans actifs sur la Terre et l’homme est resté longtemps à leur égard, à de rares exceptions près, tel que Pline et les Anciens : au mieux un observateur, au pire une victime. Depuis les premières descriptions des éruptions volcaniques, la volcanologie n’a réellement progressé qu’au XXe siècle. Développée surtout au Japon, aux États-Unis et en ex-U.R.S.S., ainsi qu’en Nouvelle-Zélande, en Australie, en Grande-Bretagne, en Italie et en France, cette discipline occupe une position charnière entre sciences de la Terre, chimie et physique. La volcanologie moderne exige un travail pluridisciplinaire. Ses applications n’intéressent pas seulement, avec la prévention des cataclysmes, l’environnement humain, mais également l’économie, qu’il s’agisse d’exploiter la géothermie ou divers gisements métallifères.

En dépit de leur caractère parfois catastrophique, les manifestations subaériennes du volcanisme ne constituent que l’un de ses aspects : des milliers de volcans, en effet, parsèment le fond des mers ; ils jouent un rôle fondamental dans le mécanisme de ce phénomène primordial qu’est l’expansion des fonds océaniques. Les basaltes, au sens large du terme, sont, et de loin, les roches les plus abondantes de l’écorce terrestre ; outre le fond de tous les océans, qui représentent déjà plus des deux tiers de la surface du globe, ils constituent de vastes plateaux continentaux, au Brésil, au Dekkan, dans le nord-ouest des États-Unis, en Sibérie ou en Afrique orientale. Les autres roches volcaniques aidant – en particulier les andésites, très abondantes dans les arcs insulaires et dans diverses cordillères –, les laves forment environ les trois quarts de l’écorce terrestre.

Si à cette importance quantitative on ajoute le rôle primordial que le volcanisme a joué et joue toujours dans la dynamique de la lithosphère, dans le dépôt des sels métalliques, dans la salure des océans, dans la composition de l’atmosphère et, par voie de conséquence, dans le développement de la vie, il apparaît comme étant tout le contraire du phénomène négligeable qu’on le prétendait être, et l’on conçoit que son étude ainsi que celle de ses produits puissent aider à la compréhension de l’évolution, voire de la genèse de notre planète.

1. Origine du volcanisme

Lorsqu’une fissure suffisamment profonde s’ouvre dans l’écorce terrestre, elle permet l’ascension jusqu’à la surface de magmas, matières minérales fondues qui se trouvent en profondeur à des températures supérieures à mille degrés et qui contiennent à l’origine une phase gazeuse en solution. Une quantité considérable d’énergie, essentiellement thermique et cinétique, est libérée à cette occasion. C’est cela le volcanisme, avec ses manifestations diverses : activités solfatariennes, éruptions modérées ou cataclysmales, brèves, prolongées ou permanentes.

• Les sources

Les connaissances que l’on possède sur le « degré géothermique » (taux d’accroissement de la température avec la profondeur), sur la chaleur dégagée par la radioactivité naturelle des roches continentales et des roches océaniques et sur la conductivité de ces roches, ainsi que diverses informations d’ordre géophysique (sismiques essentiellement) permettent de croire que le volcanisme s’alimente à des sources situées à plusieurs kilomètres ou, plus probablement, à plusieurs dizaines de kilomètres sous la surface. Comme l’état fondu est l’une des caractéristiques essentielles des laves et quoique les spécialistes ne soient pas tous d’accord à ce sujet, il est même vraisemblable que les magmas les plus profonds proviennent de l’« asthénosphère », cette couche située sous la lithosphère, à 100 ou 200 km de profondeur, et dans laquelle les ondes sismiques subissent un ralentissement attribuable à une fusion partielle du matériau rocheux qui constitue le manteau supérieur. Selon certains géophysiciens (W. J. Morgan, P. R. Vogt...), la source de nombreux volcans, appelés « points chauds », ou séries de volcans (guirlandes d’îles volcaniques, par exemple) est à rechercher dans des « panaches », dont l’origine serait située à la limite entre noyau et manteau, soit à près de 3 000 kilomètres sous la lithosphère. Mais, si même l’on ne s’en tient qu’à des foyers d’alimentation logés à 70, à 100 ou à 200 kilomètres, et par conséquent peu profonds par rapport au rayon du globe, le volcanisme, néanmoins, a des racines situées suffisamment bas pour n’être plus rangé parmi les phénomènes superficiels et secondaires, comme il l’était, jusqu’à un passé très récent, par la géologie classique : il est beaucoup moins épidermique que la plupart des phénomènes auxquels cette dernière attribuait une importance majeure.

• Volcanisme et tectonique

Les fissures par lesquelles les volcans sont alimentés depuis les profondeurs doivent être ouvertes assez largement pour permettre aux magmas, dont la viscosité est toujours élevée, de s’y injecter jusqu’à la surface. Cela signifie que le volcanisme ne peut exister que dans des régions où l’écorce terrestre est soumise à des efforts divergents (tension), car ni les failles de compression ni celles de cisaillement – dont les lèvres opposées se trouvent en contact – ne pourraient livrer passage aux épais liquides magmatiques.

Les zones de tension sont de deux types principaux. Dans le premier, la lithosphère est soulevée par des bourrelets du manteau supérieur en voussures allongées, dont l’axe faillé et effondré constitue la limite des plaques tectoniques à partir de laquelle s’opère la genèse des fonds océaniques : c’est essentiellement la très longue zone des rifts subocéaniques et de leurs appendices intracontinentaux. Le second type est lié à l’affrontement entre plaques tectoniques et se situe à l’arrière du front le long duquel deux plaques se chevauchent, et où, obligatoirement, règnent des compressions incompatibles avec les indispensables failles béantes : ces zones sont les arcs tectoniques, tels ceux qui forment le « cercle de feu » du Pacifique, l’Indonésie ou les Antilles. Les voussures dans lesquelles s’ouvrent là des failles volcanogènes sont dues en partie à la composante verticale des forces liées à la subduction de la plaque inférieure, en partie à l’augmentation de volume qui accompagne la mise en fusion du matériau rocheux de cette dernière. L’importance de ce second genre de volcanisme est plus apparente que réelle, car il s’agit d’un volcanisme principalement subaérien, donc très « présent » pour l’homme, et, de plus, fortement explosif, donc redoutable, alors que le volcanisme du premier type, bien que fondamental, est effusif, peu violent et essentiellement sous-marin.

Un volcanisme différent des deux précédents existe sur les plates-formes continentales. Il s’agit soit d’un volcanisme fissural (Dekkan, Tibesti, par exemple), soit d’un volcanisme d’appareils complexes (Massif central en France), qui se développerait selon certaines zones de faiblesse de la croûte. L’interprétation exacte de ce volcanisme intracontinental est encore discutée et ne trouve pas de réponse immédiate dans le modèle de la tectonique des plaques. Il est possible de faire référence, dans quelques cas, à des rifts ou protorifts avortés, comme pour le volcanisme du fossé rhénan et du Massif central.

Un dernier groupe est celui de nombreuses guirlandes rectilignes d’îles situées sur les planchers océaniques dans les zones non orogéniques en dehors des dorsales. Tel est le cas, dans le Pacifique, de la série des îles et îlots Empereur-