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Si on vous posait la question : de quelle couleur est la lave d'un volcan ? La réponse évidente serait « rouge » et vous n'auriez pas tort mais si vous aviez répondu « noir », « grise », « blanche » et même « verte » vous n'auriez pas eu tort non plus... intrigués, je vais essayé de vous expliquer pourquoi. Commençons par la réponse classique, tout le monde a vu au moins une fois, en film ou en vrai, une belle coulée de lave rouge vif.

Etna 2008-05-10 19:28

Coulée de lave de l'Etna, éruption du 10 mai 2008

Quand la lave sort du volcan elle est extrêmement chaude, dans les 700 à 1200 °C, et à cette température on dit quelle est incandescente. L'incandescence est une propriété physique universelle selon laquelle tous les solides ou liquides commencent à émettre des ondes électromagnétique du spectre visible (gamme de longueur d'onde ~380-780 nm) à partir du point de Draper (798 K soit 525°C), pour nous c'est de la lumière. Un exemple de corps chaud qui émet de la lumière est notre bon soleil dont la température de surface est de 5500°C. La couleur de l'incandescence (non sa couleur globale, je m'explique plus tard) va donc dépendre de la température de l'objet et non de sa composition. Quand la température de l'objet est basse (< 1600°C), la couleur de l'incandescence est rouge sombre, rouge puis rouge-orangé (pour le soleil, la couleur émise est le blanc et à plus forte température, entre 8000-9000°C, on arrive dans le bleu). C'est la gamme de couleur qu'on observe généralement sur les volcans en éruption. Bien sûr comme pour toute règle il y a des exceptions : les natrocarbonatites, ces laves riches en carbonates émises par le volcan Ol Doinyo Lengay (Tanzanie) peuvent avoir une température tellement basse (500°C) qu'elles ne sont pas toujours incandescentes lorsqu’elles coulent. Donc exceptions mises à part, lorsque la lave sort du volcan elle est rouge mais avec son arrivée en surface elle va aussi commencer à se refroidir et donc changer de couleur.

Sierra Negra 2012-02-21 09:56Coulée de lave de 2005 prise en photo en 2012, caldera du volcan Sierra Negra

Généralement en quelques heures voir quelques jours, la température de surface de la lave va diminuer en dessous du point de Draper. La lave va apparaître bien noire à partir de ce moment là. Cette couleur est la couleur d'absorption de la lave. En effet la lave reçoit la lumière du soleil, l'absorbe, et nous la renvoie sous forme d'un rayonnement infrarouge qui la apparaître noire à nos yeux. Cette couleur est due à la composition de la lave et peut varier avec à la composition chimique du verre volcanique (Fe, Al, Mg, Ca, Na, K...) et la composition en minéraux (clairs, sombres, opaques). Bien sûr, si vous avez déjà marché sur un volcan vous aurez remarqué que les laves son rarement noires et bien plus souvent grises, parfois rougeâtre et quelques fois blanches. Ces couleurs sont associées à des phénomènes d'altération de la roche soumise aux éléments extérieurs (pluie) mais aussi à ces propres démons, les fumerolles. La couleur rougeâtre vient de l'oxydation du fer qui apparaît généralement en présence de vapeur d'eau.

Sierra Negra 2012-02-23 11:59Blocs de lave couvert par un dépôt de soufre natif, Sierra Negra

Il est aussi possible que la lave se couvre de soufre natif qui lui donne une couleur jaune ou de minéraux riches en arsenic de couleur rouge-orangé (réalgar) ou jaune-or à jaune-orangé (orpiment). Après quelques heures en surface les natrocarbonatites de l'Ol Doinyo Lengay apparaîtront complètement blanche à cause de l'altération rapide de ses carbonates de sodium et de potassium. Enfin, à la faveur de processus géologiques longs et compliqués (subduction et orogenèse par exemple), la lave peut être amener dans des conditions qui favorise la réduction du fer et l'apparition de minéraux comme la chlorite et l'épidote qui donneront à la lave une couleur verte. Il est ainsi possible d'utiliser la couleur de la lave comme une indication de son âge relatif. Entre deux coulées, la plus colorée sera généralement la plus vieille... mais pour ça il y a aussi beaucoup d'exceptions.

Reventador 2010-07-23 7:26Coulées de lave du Reventador

Pour finir cette note une dernière petite question : pourquoi voit-on mieux l'incandescence pendant la nuit que pendant le jour ? La réponse est plutôt simple : de nuit les sources de lumières sont faible (lune, étoiles, lumières anthropiques, lucioles...) ainsi la lumière émise par les corps chauds est beaucoup plus forte que la lumière réfléchit par ceux-ci; de jour la lumière du soleil est parfois trop forte et la lave nous renvoie plus de lumière qu'elle n'en émet... c'est juste une question de contraste.

Tungurahua 2010-01-28 18:04Tungurahua 2010-01-28 19:11

Eruption du Tungurahua avant et après le coucher du soleil sans changement d'activité, 28 mai 2010

Tag(s) : #Un Peu de Science au Quotidien

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