Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog

 

Alors qu'en Indonésie le Gunung Sinabung, un volcan en repos depuis au moins 400 ans, terrorise la population et oblige près de 18 000 personnes (12 000 selon les sources) à évacuer la zone située dans un rayon de 6 km du cratère, je me pose la question : une éruption volcanique, c'est quoi ? Quand commence une éruption volcanique ? Quand fini-t-elle ? Après quelques recherches dans les livres de vulgarisation ou sur internet, je me suis rapidement rendu compte que rares sont les définitions à la fois simple et complète. Dans un précédant article je faisais la comparaison entre le magmatisme et le système digestif et, sans revenir sur le sujet, l'étymologie du terme « éruption » nous rapproche encore plus du corps humain. Une éruption en médecine est, selon l'encyclopédie méthodique médicale (1793), «une évacuation subite et abondante de quelque matière liquide, comme de sang, de pus, de sérosités, de vents, etc. ». En géologie, une éruption est une émission violente de matière venue des profondeurs jusqu'à la surface de la croûte terrestre. Il existe différents genres d'éruptions comme les éruptions bitumineuses, boueuses ou volcaniques en fonction de la nature du matériel émis. On comprend alors immédiatement que le terme « volcan de boue » est fallacieux car un volcan ne serait être autre chose que le point de sortie du magma à la surface de la croûte terrestre que ce soit un cône comme le Cotopaxi ou une caldeira comme Yellowstone. Pour comprendre en quoi consiste une éruption volcanique il ne suffit pas d'une définition c'est pourquoi je vais vous présenter les acteurs d'une éruption et leur rôle.

 

Cotopaxi 2009-11-17 13:08Le Cotopaxi vu d'une avionnette (17/11/2009, 13:08, 18 mm, F/10, 1/400 sec).

 

Le magma est une substance liquide et gazeuse (à forte pression les gaz sont dissous dans le liquide) issue de la fusion de roche en profondeur qui remonte par différence de densité avec son environnement. La nature de ce magma va différer en fonction de son contexte géodynamique (rift, point chaud, zone de subduction), c'est-à-dire des conditions de la fusion (nature des roches, température, hydratation...). Une part non négligeable mais difficilement quantifiable du magma est stockée au sein de la croûte terrestre et refroidit en cristallisant lentement, on parle alors de plutonisme. Si le magma atteint la surface de la croûte terrestre, il s'agit de volcanisme. Lors de son ascension le magma évolue par différents mécanismes (assimilation de matériel géologique durant son transport, cristallisation des minéraux de haute température) ce qui explique la très grande diversité des produits volcaniques autant physique (de la coulée de lave aux cendres) que chimique (du basalte à la rhyolite). A l'approche de la surface les gaz s'exsolvent grâce à la diminution de pression et ce de manière plus ou moins facile en fonction de la viscosité du magma qui varie  elle-même selon plusieurs paramètres (température, contenu d'eau ou encore degré de cristallinité). Ce phénomène entraine une accélération de la vitesse d'ascension du magma qui sera d'autant plus forte que le contenu en gaz est important. Pour les magmas fluides qui laissent s'échapper le gaz, l'éruption attendue est principalement effusive avec des manifestations superficielles telles les fontaines de lave et les explosions stromboliennes. Les magmas visqueux ne permettent pas au gaz de s'échapper si facilement et la vésiculation (formation de bulle) est accompagnée d'une augmentation de pression dans le magma jusqu'à la fragmentation, c'est l'éruption explosive qui donne naissance au panache de cendre. On pourrait faire alors la distinction entre les volcans rouges (effusifs), comme le Kilauea, et les volcans gris (explosifs), comme le Mount St Helens. Naturellement, en étant plus rigoureux on remarque vite qu'il y a toute une gamme intermédiaire et qu'un même volcan peut changer de comportement au cours de sa vie et même pendant une éruption.

 

Etna 2008-05-10 19:28Coulée de lave à l'Etna (10/05/2008, 19:28, 200 mm, F/6.3, 1/80 sec).

 

Comme je l'ai dit précédemment, l'éruption volcanique correspond à l'émission de produits volcaniques qui peuvent être de la lave, des pyroclastes (fragments de lave) mais aussi des gaz. Une éruption commence alors lorsque l'un de ces produits arrive en surface. Les méthodes modernes de surveillance de l'activité sismique ou de la déformation de l'édifice volcanique permettent aujourd'hui de savoir avec une assez grande précision s’il y a du magma dans le volcan. Cependant l'activité interne peut précéder d'années (Cotopaxi) voir de siècles (Yellowstone) l'éruption. Les gaz apparaissent généralement en premier à la surface mais ici les choses se compliquent. Les volcans sont le lieu de deux types d'émission de gaz : les gaz volcaniques issus du magma et les gaz hydrothermaux issus du réchauffement d'une masse d'eau jusqu'à vaporisation et qui peut entrainer d'autres éléments comme du soufre. Bien sûr, les deux systèmes interagissent et se modifient en fonction de l'apport de l'un ou l'autre. Généralement on considère qu'une fumerolle est principalement le témoignage de l'activité hydrothermale qui peut varier en fonction de paramètres externes comme les précipitations. Par contre, une plume de vapeur dont la taille peut dépasser plusieurs centaines de mètres de hauteur nécessite un apport plus important de gaz et sera associé par exemple au dégazage du magma en profondeur. Une analyse chimique des gaz (notamment les isotopes de l'oxygène ou de l’hélium) devrait permettre de différencier les deux composants mais il est difficile et dangereux de faire un échantillonnage direct des gaz surtout sur les volcans au comportement explosif. Il n'existe pas encore de réseau de surveillance suffisamment développé pour capter l'instant précis de la première émission de gaz volcanique.

 

Fernandina 2009-05-01 13:25Émission de gaz à Fernandina, Galápagos (01/05/2009, 13:25, 75 mm, F/9, 1/320 sec).

 

On préfèrera alors voir le début de l'éruption dans l'apparition d'un produit moins équivoque, la lave. Si la lave liquide est le témoignage catégorique de l'arrivée du magma en surface, il est plus difficile de dire la même chose d'un pyroclaste. Il est possible de distinguer trois grands types d'explosions : magmatique, phréatomagmatique et phréatique. Dans le premier cas ce sont les gaz magmatiques qui sont le moteur de l'explosion. Dans le second cas le magma entre en contact direct avec de l'eau (mer, lac, glacier ou nappe phréatique) et la vaporisation immédiate de celle-ci (si la pression hydrostatique n’est pas trop grande) entraine une explosion particulièrement violente et une importante fragmentation du magma. Enfin dans le cas d'une explosion phréatique il n'y a pas de contact direct entre l'eau et le magma. L'explosion est produite par la vaporisation soudaine d'une grande masse d'eau grâce à l'apport de chaleur du magma. Des explosions phréatiques précèdent parfois l'arrivée du magma à la surface. La caractéristique des explosions phréatiques est donc de ne pas avoir de pyroclastes juvéniles mais uniquement des fragments de produits volcaniques plus anciens. Encore une fois, faire cette différence est basé sur des analyses compliquées (texture des clastes) et sujettes à débat dans le monde de la volcanologie.

 

088-C 5-phi 003Image au microscope électronique à balayage d'une particule volcanique juvénile.

 

Si identifier le commencement d'une éruption est parfois confus, il est encore plus délicat de dire quand celle-ci a terminé. La plupart des éruptions n'est pas le fait d'un seul et unique pulse de magma qui arrive en surface. En effet, le magma peut être stocké non dans une seule chambre magmatique mais dans plusieurs réservoirs interconnectés qui se vident au fur-et-à-mesure. L'alimentation magmatique peut aussi être discontinue. L'exemple du Tungurahua illustre bien ces phénomènes même s'il reste difficile d'en comprendre l'origine. Ce volcan, qui entre en éruption tous les 80 ans en moyenne, a commencé un nouveau cycle éruptif en novembre 1999. Depuis, des périodes d'intense activité explosive succèdent à des périodes de calme relatif avec pour toute activité superficielle des fumerolles sur le bord du cratère. La durée des périodes d'activité et de repos est variable. Avant le paroxysme de l'éruption (intensité maximum depuis le début du cycle éruptif) en juillet-août 2006, le volcan était calme depuis près d'un an. Le volcan est maintenant calme depuis juin 2010 mais il faudra attendre au moins un an sans activité pour pouvoir dire, sans en être certain, que le cycle éruptif, qui dure maintenant depuis plus de 10 ans, est terminé.

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

Partager cet article

Repost 0