vendredi 13 janvier 2006

Etymologie et Classification des Volcans

Volcanisme dans le monde

Le mot volcan trouve son étymologie dans le nom du dieu romain du feu Vulcain (Héphaïstos en grec ancien).

C'est un relief, résultant de coulées de lave issues du magma et de l'accumulation de roches et de cendres (ejecta) formant souvent un cône.

Un volcan est formé de trois parties :

1. Le réservoir de magma, situé en profondeur.
2. Une ou plusieurs cheminées faisant communiquer le réservoir et la surface.
3. La montagne volcanique située à la surface, celle-ci pouvant être de formes diverses.

Le volcanisme est l'ensemble des phénomènes qui accompagnent les remontées de magma dans un volcan. La volcanologie est l'étude de ses phénomènes et un volcanologue est le chercheur qui les étudie, afin, entre autres, d'en prévoir les épisodes et les effets souvent dévastateurs.

Classification

Les éruptions volcaniques se classent en familles, en fonction des différentes manières dont sont émises les laves (coulées, explosions faibles ou fortes, panache de cendres ou non, etc.). Autrefois, alors que la volcanologie n'en était qu'à ses débuts, on utilisait une typologie basée sur l'étude de quelques volcans. L'observation plus approfondie d'un plus grand nombre de volcans montre une classification plus complexe (voir le paragraphe "Nouveaux critères de classement").

Volcanisme effusif

Ancienne classification

Elle est basée sur l'observation d'un petit nombre de volcans et déterminée par les produits expulsés par le cratère :

Les éruptions vulcaniennes

Les laves émises sont assez visqueuses, ce qui favorise les manifestations explosives. Celles-ci sont brèves et forment des panaches de cendres d'ampleur généralement modérée. L'archétype est l'éruption de 1888-1890 du Vulcano, situé en Italie, dans les îles Éoliennes.

Les éruptions stromboliennes

Leurs caractéristiques sont intermédiaires entre éruptions « hawaiienne » et « vulcanienne ». Elles se manifestent par des explosions plus ou moins importantes projetant de grandes quantité de bombes. Cette activité explosive peut s'accompagner de coulées de lave. L'archétype est l'activité du Stromboli, situé sur l'île du même nom au large de la Sicile.

Les éruptions péléennes

Cette catégorie tire son nom de l'éruption de 1902-1904 de la Montagne Pelée, célèbre volcan de la Martinique qui fit presque 30 000 morts en 1902. Cette activité se marque par la formation d'un dôme pulvérisé par une très puissante explosion latérale, suivie de coulées pyroclastiques (ce qu'on appelle aussi une « nuée ardente »).

Nuée ardente

Les éruptions pliniennes

Ces éruptions tirent leur nom de celle du Vésuve en août 79 et dont Pline le Jeune fit la description. Généralement précédées d'explosions des nappes d'eau souterraine (éruptions phréatiques), les éruptions pliniennes se caractérisent par de violentes explosions à cratère ouvert projetant un panache de cendres et de ponces à haute altitude (de 10 à 20 km en général). Après quelques temps, ce panache s'effondre sous son propre poids, générant des coulées dévalant à très grande vitesse les flancs du volcan, en particulier dans le lit des rivières. Le pouvoir destructeur de telles éruptions est souvent supérieur à celui des éruptions péléennes en raison du volume de matériaux rocheux émis et de la violence des explosions.

Les éruptions hawaiiennes

Il s'agit d'éruptions effusives, continues et caractérisées par des coulées de lave fluides.

On parle aussi d'éruption cataclysmique dans les cas les plus destructeurs, comme pour l'éruption qui détruisit Pompéi ou Saint-Pierre en Martinique.

Eruption du volcan Mayon, Philippines

Nouveaux critères de classement

On peut classer les volcans selon le principe de dichotomie et croiser une multitude de critères afin d'obtenir une description plus fidèle à la réalité. On peut ainsi retenir plusieurs facteurs pour catégoriser un même volcan :

Selon sa genèse : deux situations courantes :

Un rift subocéanique donne un volcanisme généralement effusif : sur les planchers océaniques (Atlantique par exemple), les volcans sous-marins produisent une grande quantité de basalte et sont à l'origine du phénomène d'accrétion.

Le volcanisme des arcs tectoniques est plutôt explosif : Montagne Pelée aux Petites Antilles, archipels de l'océan Pacifique.

Volcan Pinatubo - Archipel Pacifique

Certains volcans échappent à ces localisations sur les limites de plaques : il s'agit des points chauds (dont le plus célèbre est celui d'Hawaii) ou encore le volcanisme intracontinental (plateau du Dekkan en Inde, Tibesti en Afrique).

Genèse d'un volcan, en zone de subduction

Selon son type d'activité :

Volcan éteint / actif : on distingue les volcans actifs, qui se manifestent, ou se sont manifestés à une époque historique, par des éruptions, et les volcans éteints (comme la chaîne des Puys en Auvergne, ou le volcan d'Agde), en sommeil depuis les temps géologiques. On considère que le volcan est éteint si sa dernière éruption remonte à plus de 50 000 ans. Il est soumis à l'érosion.

Pour les volcans actifs, on analyse son activité dans le temps présent : il peut être en sommeil ou bien en activité. Cette activité peut être permanente ou très irrégulière.

Selon la nature du magma, on pourra observer un volcanisme basique ou acide.

Selon la situation du volcan, on trouvera un volcanisme océanique ou continental.

Volcanisme Pacifique

Selon la nature de son activité, le volcan peut être effusif ou explosif.

Selon la forme et la pente du volcan, qui dépendent elles-mêmes de l'histoire du volcan, des matériaux émis et du milieu naturel :

Les cumulo-volcans ont une pente forte et ressemblent à des dômes.

Les volcans-boucliers ont une pente faible : le magma très fluide se déverse dans toutes les directions. Les éruptions sont effusives. Exemples : Hawaii et Islande.

Les strato-volcans ont une pente modérée avec une architecture plus complexe, essentiellement construite par des scories.

Un stratovolcan : le Popocatepetl au Mexique

Selon le conduit de l'édifice volcanique :

Les volcans centraux n'ont qu'un seul conduit.

Les volcans linéaires ou fissuraux ont une fracture en guise de conduit, situation que l'on trouve dans les régions de rift.

Selon la fréquence des éruptions :

Les volcans monogéniques ont une éruption unique.

Les volcans polygéniques ont connu plusieurs éruptions qui font un entassement, une superposition. Les stratovolcans résultent de l'empilement des épanchements de laves successifs.

Volcanisme tholéitique / volcanisme alcalin

Ainsi, selon ces critères, on dira que :

Le volcan Etna (Sicile, Italie) est un stratovolcan en activité permamente (émission quasi continue de gaz), d'origine océanique et d'activité plutôt effusive. Il a plusieurs cratères (volcan polygénique).

Volcan Etna - Sicile - Italie

Le volcan du mont Saint Helens (États-Unis, dans l'État de Washington) a longtemps été en sommeil, mais son activité explosive a repris en 1980.

St Helens - USA

130106_Etymologie_et_Classification_des_Volcans.pdf

Source : Wikipedia
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Crédit Photos : Wikipedia / volcano.und.nodak.edu / geo.arc.nasa.gov / Ifremer.fr / ngdc.noaa.gov / Futura-Sciences / ipgp.jussieu.fr / step.ipgp.jussieu.fr /

vendredi 30 décembre 2005

Les 9 volcans les plus dangereux

Les menaces des catastrophes volcaniques

On  dénombre plus de 1500 volcans continentaux dans le monde,  dont 500 sont actuellement en activité, comme l'Etna en Italie, le Heckla en Islande ou le Mayon aux Philippines.

En France, seuls des volcans comme la Soufrière, en Guadeloupe, la Montagne Pelée, en Martinique, et le Piton de la Fournaise,  dans l'île de la Réunion, sont toujours en activité et considérés comme dangereux.

L'homme directement menacé

Dans le monde entier, on estime que 500 millions de personnes sont directement menacées par les éruptions volcaniques. L'une des plus meurtrière a eu lieu le 15 novembre 1985, en Colombie : l'éruption du Nevado del Ruiz, situé sur la Cordillère des Andes, a fait 25 000 victimes et a entièrement détruit la villed'Armero. Beaucoup de volcans menaçants se trouvent dans des pays en voie de développement.

Une science inexacte

La prévention des risques et les équipements nécessaires, comme la construction d'observatoires, sont d'autant plus difficiles  à mettre en œuvre. Une parfaite connaissance de l'histoire du volcan est indispensable afin de connaître les cycles et les régularités de son activité sismique. Les scientifiques ne sont pas toujours en mesure de prévoir une telle catastrophe. Lesnuées ardentes, appelées lahars, les coulées de lave et les  glissements de terrain ont de graves conséquences sur l'homme et son habitat, la faune et la flore.

Les éruptions sont pourtant, à long terme, bénéfiques pour l'environnement  : elles ramènent à la surface terrestre certains minéraux propices  au développement de la flore et encouragent ainsi l'agriculture.

Photo ©  USGS, Hawaiian Volcano Observatory
                www.trekearth.com/

Les 9 volcans les plus dangereux

Les éruptions volcaniques fascinent l'homme par leur imprévisibilité et leur démesure. On estime pourtant aujourd'hui que 500  millions d'individus sont menacés par l'activité de ces montagnes géantes.

Le Mont Rainier

Le Mont Rainier, dans l’Etat de Washington, est l’un des volcans les plus majestueux de la chaîne des Cascades. Son point culminant, couvert de neiges, atteint 4391 mètres.

Un site exceptionnel

Vieux de 500 000 ans, sa dernière éruption a eu lieu en 1840. Situé à une heure de route de la ville de Seattle, il est le rendez-vous des randonneurs, des alpinistes et de tous les amoureux des grands espaces grâce à son parcours de 480 km. Les galeries du cratère atteignent parfois une hauteur de 10 mètres.


Le géant endormi

Suite à l'éruption du Mont Saint Helen en mai 1980, les volcanologues américains se sont de nouveau intéressés au Mont Rainier qui, par le volume de ses glaciers, est encore plus dangereux que  le Mont Saint Helen. Selon la légende indienne, lorsque la petite sœur s'agite, la grande sœur va parler. Les menaces sont réelles  sur les villes environnantes et sur la principale ville, Tacoma,  à 119 km. Sa surveillance par sismographes est ainsi devenue une priorité pour les scientifiques qui multiplient également  les prélèvements de gaz afin de prévenir l'instabilité future du volcan.

De graves dangers pèsent sur la population

Le Mont Rainier est considéré comme le volcan le plus dangereux  des Etats-Unis à cause des villes situées à proximité. L'agglomération de Seattle compte par exemple plus de 3 millions d'habitants,  et de nombreuses industries, comme Microsoft ou Boeing, y sont  implantées. On estime que si une éruption se produisait, la  puissance dégagée serait 30 fois supérieure à celle de sa " petite sœur ".
                                                                                              

Le Mont Helen

Les Indiens l'appelaient la montagne de feu. Malgré sa tranquillité  apparente, l'éruption du 22 mars 1980 a divisé les grands   vulcanologues et marqué les esprits.

Un volcan urbain

Appartenant à la chaîne des Cascades, il est situé dans l'Etatde Washington, Etats-Unis. C'est un strato-volcan, composé de couches épaisses constituées de cendres et de lave. Son point culminant est à 2550 m. Le danger vient de sa   proximité avec les villes de Vancouver et de Portland, à environ 70 km.

                                      

Découvert en 1792, il est escaladé pour la première fois en août 1853, par Thomas J. Dryer. Selon les études volcanologiques,  le mont Saint Helen avait eu des activités en 1800, 1831,  1836 et entre 1842 et 1857.


Le Mont Saint Helen se réveille

                   Le 27 mars 1980, après 123 ans d'inactivité, le volcan se  réveilla. Le sommet du volcan décapité par l'éruption perdit  400 m, le flanc nord s'effondra sous les effets d'un fort  séisme, et un large cratère se creusa en forme de fer à cheval,  d'une profondeur de 600 m.


                    Un drame imprévisible

Le 18 mai 1980, une nouvelle éruption cause la mort de plus  de cinquante personnes, asphyxiées par les cendres, dont le   géologue américain Johnston, qui ne cessait de mettre les  autorités en garde contre une possible catastrophe. 38 000   hectares de forêts furent ensevelis sous les nuées ardentes, roches incandescentes remplies de gaz. L'explosion fut 500fois supérieure à la bombe d'Hiroshima.

                   Le 2 octobre 2004, une nouvelle éruption s'est produite après une petite reprise de l'activité sismique.

                                                                               

LeMerapi

L'immense archipel indonésien présente sur près de 2500 km de long  une centaine de volcans en activité, dont certains restentpeu étudiés ou très méconnus du fait de leur isolement.







Un site exceptionnel

Dans l'île de Java, en Indonésie, ce strato-volcan andésitique, dont la lave est extrêmement visqueuse, s'élève à presque  3000 mètres au-dessus du niveau de la mer. Il est situé à 25  km au nord de la ville historique de Yogyakarta, qui compte  800 0000 habitants.



Une activité constante

                Son activité récente est continue dans le temps. Depuis 1672,  près de 10.000 personnes y ont trouvé la mort. En 1990, on a recensé 114.800 habitants dans la " zone de danger I " et 79.100  personnes réparties dans 32 villages de la " zone interdite " directement exposée à ces risques.

                On a recensé 68 éruptions du Merapi depuis 1548. A cause de ce passé éruptif important et de sa proximité avec Yogyakarta,  ce volcan est extrêmement surveillé par les scientifiques, et mérite son nom, qui signifie "lieu de feu".


La situation des pays en voie de développement

                Le 22 novembre 1994, le Merapi entra en éruption sans qu'aucun signe précurseur ne soit enregistré. Il était pourtant équipé de multiples systèmes de surveillance. Les dernières éruptions  se sont produites en janvier 2001. La pauvreté de l'Indonésie  reste un obstacle de taille pour la prévention des éruptions.

                                                                                                                                    

Le Mauna Loa

Les volcans hawaiiens n'ont pas une apparence saisissante  comparé aux strato-volcans, mais ils sont souvent plus  grands, car ils prennent assise au fin fond des océans.








Le plus grand volcan du monde

                Le Mauna Loa (en hawaïen, " longue montagne ") a émergé il y  a environ 500 000 ans. Culminant à 4171 m, c'est la plus hautemontagne du monde et le volcan le plus volumineux, avec 42 500 km3. C'est un volcan bouclier car ses pentes sont douces et son sommet plat est orné d'une caldeira, cratère de forme circulaire, nommé Mokuaweoweo, de 5 km sur 3 km.

                Ce volcan constitue l'ossature principale de l'île d'Hawaii avec une superficie de plus de 5 000 km2 et il est en réalité  une sorte de bouclier pour l'île. Il prend assise au fond de l'océan Pacifique, par 5000 m de fond et est constitué de l'accumulation de 11 km de coulées de lave.


Une activité débordante

                Ses éruptions sont fréquentes. On en dénombre 39 depuis 1832. La dernière s'est produite en 1984, et a menacé la ville d'Hilo, capitale de l'île de Big Island. Certaines coulées de lave ont atteint 30 km de longueur.


La face cachée de l'iceberg

                Sous le poids de cette épaisseur phénoménale de lave, la croûte océanique s'est affaissée sur plus de 2 000 m.

                Le Hawaiian Volcano Observatory a observé en 2002 de nouveaux signes d'activité : le magma s'accumule sous la surface, mais une éruption n'est pas prévisible à ce stade.

                                                                                                                 

Le  Kilauea

Surnommé  le "baby vulcano", le Kilauea culmine à 1222 m. Les volcans  hawaiiens se distinguent des autres volcans par la fluidité   des laves qu'ils rejettent.









Le volcan le plus actif du monde

                Le volcan Kilauea constitue la pointe est de la Grande Ile d'Hawaii. C'est le volcan le plus jeune de "Big Island", et aussi le plus actif du monde car en constante éruption depuis le 3  janvier 1983, lorsqu'apparaissent les premières fissures éruptives.  Depuis cette date, on estime que 150 millions de mètres cube  de lave, sous forme de lacs ou de rivières, sont émis chaque année.

                Son cratère, appelé Halemaumau, est un trou large de 900 m et profond de
                  130 m.


De constantes éruptions

                Personne ne peut dire avec certitude si cette éruption se terminera un jour. Ce processus attire de très nombreux visiteurs désireux  de suivre le spectacle fascinant d'une éruption volcanique.                 


Fascination et légendes

                Le Kilauea est apparu il y a 200 000 ans sur le flanc Sud du Mauna Loa. Comme ce dernier, c'est un volcan de type bouclier  de 20 000 km3, pour une superficie de 1 500 km2. Les coulées  de lave rejoignent l'océan et la rencontre entre feu et eau  est parfois violente, comme en témoignent de fréquentes explosions au bord des côtes pacifiques. Cette activité incessante alimente les légendes autour de la déesse Pelée. Des cérémonies ont parfois lieu aux bords des lèvres du cratère pour apaiser sa colère,  mais les offrandes ne sont peut-être pas suffisantes, et le  Kilauea est toujours en éruption.

                                                                                              

Le Pinatubo

Le Pinatubo est, comme le Mayon, l'un des volcans les plus  surveillés aux Philippines. Leurs éruptions sont souvent   dramatiques, comme on l'a observé en 1991.








Un volcan tranquille

                Ce volcan, situé 100 km au nord-ouest de Manille, dans l'île de Luzon, aux Philippines, culmine à 1745 m d'altitude. C'est un strato-volcan car il est composé de coulées de lave et de  nuées ardentes.


L'éruption du 15 juin 1991

                Après 600 ans de calme absolu, son activité reprend en avril 1991. Le 15 juin 1991, lors de la principale éruption, son somme est pulvérisé. Alors que ce volcan ne figure pas dans la liste des volcans en activité, son éruption cause un millier de victimes, dont des membres de la communauté ethnique des Aetas, vivant  sur les flancs du volcan et dont les terres ont été considérablement endommagées.


Les conséquences écologiques

                Durant 1991, 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre ont été dispersées dans l'atmosphère. Le 7 juillet, soit 22 jours   après l'éruption principale, le nuage a réalisé le tour completde la planète. Dans les canyons, les dépôts ont atteint jusqu'à 200 m d'épaisseur. Plus de 86 000 hectares furent ainsi recouverts de cendres. Le nuage d'aérosols volcaniques avait atteint une hauteur de 20 km.

                Il s'agit de la plus forte éruption volcanique du XXe siècle.

                                                                                              

Le Nyiragongo

Le Nyiragongo signifie, pour les spectateurs locaux, "celui qui fume". Il est l'un des 8 strato-volcans qui composent   la chaîne montagneuse des Virunga au sud-ouest de l'Afrique.








Le volcan d'une vocation célèbre

                Situé à l'est de la République démocratique du Congo, sur la  frontière la séparant avec le Rwanda et l'Ouganda, et culminant à 3465 m, ce strato-volcan fait partie d'une chaîne volcaniqueappelée Virunga. Il domine la ville de Goma, qui compte 500 000 habitants environ. C'est dans le volcan le plus actif d'Afrique, que le jeune Haroun Tazieff, fasciné par un vaste lac de lave  en fusion, fait ses premières armes en 1948.


Politique et catastrophe naturelle

                L'éruption la plus célèbre a lieu le 10 janvier 1977 et coûte la vie à 600 personnes. Les coulées de lave atteignent parfois une vitesse de 180 km/h.

                En raison des troubles politiques au Rwanda, en 1994, les populations réfugiées ont afflué au pied du Nyiragongo. A cette date, on estimait que les camps de réfugiés abritaient 800 000 personnes qui campaient à moins de 20 km du volcan. Malgré des signes  inquiétants, le volcan a repris une activité normale.


Des risques toujours d'actualité

                Le 17 janvier 2002 à 9h30, le volcan se fissure. Le lendemain, l'une des coulées atteint Goma, située à 10 kilomètres et y  laisse un sillon de 60 mètres de large, après avoir détruit 14 villages des environs. On dénombre au total 147 victimes pour cette éruption.

                                                                                              

Le Nevado del Ruiz

Le   Nevado del Ruiz est un volcan sous les glaces, à 5 389    mètres d'altitude. Son éruption, en provoquant la fonte                       du manteau neigeux, peut libérer un torrent de boue mortel.







Les risques de l'activité sismique

                Le volcan Nevado del Ruiz est situé sur la cordillère centrale de Colombie, région du globe en proie à de gigantesques mouvements de l'écorce terrestre. Il culmine à près de 5400 m. De nombreuses  pistes de ski ont été aménagées pour favoriser le tourisme et promouvoir l'économie locale.


                  La catastrophe d'Armero

 La ville d'Armero, à 40 km, avait été reconstruite sur le  site de plusieurs éruptions, qui avaient commencé en 1595. Le 13 novembre 1985, une coulée de boue qui avance à 80 km/h dévaste  la ville d'Armero, deux heures après le début de l'éruption. Cette catastrophe avait été annoncée quelques jours auparavant par les scientifiques : le risque d'une éruption majeure avait été évalué par ces spécialistes à 67 %. Mais les autorités locales colombiennes ont fait preuve d'un optimisme dramatique. On dénombrera 25 000 morts.

 
                  La prévention des risques

 C'est la tragédie la plus grave de l'activité volcanologique d'aujourd'hui. Cette catastrophe changera profondément                  le regard de certains vulcanologues, comme les célèbres Maurice  et Katia Krafft, qui ont décidé de se consacrer                  à la prévention des risques volcaniques.

DIAPORAMA :  Les  éruptions volcaniques 

Source : http://www.linternaute.com/

Le Volcan Augustine

Le volcan le plus jeune de l'Alaska

L'activité de l'Augustine, situé en Alaska, a commencé il y a moins de 25.000 ans et fait partie d'une chaîne ininterrompue de volcans longue de 2.400 km. Ce volcan appartient à la bordure nord  de la ceinture de feu du Pacifique, énorme ensemble de volcans actifs et explosifs. L'Augustine est le plus jeune volcan de la région.

Les éruptions provoquent des tsunami

Découvert par le capitaine Cook en 1778, ce volcan présente une activité régulière et violente. La dernière éruption, en  1986, avait été prévue par les scientifiques : l'activité sismique  intense de l'Augustine annonçait une éruption longue. Celle-ci provoqua cependant un raz-de-marée de 9 mètres sur la péninsule de Kenia. Aucune victime ne fut déplorée, mais ce phénomène  ravagea les côtes de la région.

Les dangers aériens

Bien que personne n'habite aux alentours du volcan, les éruptions  de ce dernier représentent un grave danger pour les routes aériennes  régulières empruntées par les compagnies américaines. Les panaches  de cendres peuvent atteindre
12 000 m d'altitude et entraîner l'arrêt complet des moteurs  d'un avion. Plusieurs incidents ont déjà eu lieu, provoquant  des dégâts irréparables. Mais chacun de ces appareils a réussi  un atterrissage d'urgence.

Source : http://www.linternaute.com/
Crédit Photo : Arte.tv

dimanche 13 novembre 2005

Comment fonctionne un volcan du Pacifique Sud

Le volcanisme de point chaud de l’Océan Pacifique Sud

Source : Google

On trouve en plein milieu de l’océan Pacifique, à plusieurs milliers de km des plus proches continents, des dizaines d’îles qui sont autant de volcans, éteints pour la majorité ou en activité comme Hawaii. Mais elles ne représentent que la partie apparente de vastes chaînes sous-marines qui comportent plusieurs milliers d’édifice.

Figure 1 : Un atoll témoin en surface des chaînes volcaniques sous-marines

Pour comprendre comment se forment ces volcans, il faut revenir sur quelques notions de base concernant notre planète (Fig. 1) .
La couche externe de la Terre est rigide, c’est la lithosphère. Elle repose sur une couche appelée asthénosphère qui, plus plastique, est animée d’un lent mouvement de circulation de matière appelée convection. Dans son mouvement, l’asthénosphère entraîne la lithosphère qui se fracture en plusieurs plaques. La plus grande est la plaque Pacifique. Elle est entièrement océanique et se crée au niveau des dorsales médio-océaniques. Elle disparaît sous les plaques continentales qui la bordent au niveau des zones de subduction.

 
Figure  2: Coupe de l'Intérieur de la Terre © Gaboret, IPGP

 
La dorsale océanique peut être vue comme une chaîne continue de volcans où est fabriquée la croûte océanique essentiellement faite de basalte tout au moins dans sa partie la plus superficielle. Mais ce n’est pas le seul lieu où s’exprime  le volcanisme et les volcans de type basaltique qui   nous intéressent, au cœur de la plaque Pacifique, sont le fruit d’un volcanisme de point chaud.

Ce concept a été introduit en 1963 par un géophysicien canadien, le Dr J. Tuzo Wilson pour expliquer l'âge de plus en plus grand des volcans d'Hawai'i le long de la chaîne quasi linéaire qu'ils forment. Selon lui, il existe une source de magma en profondeur dans l’asthénosphère qui est fixe par rapport à la plaque Pacifique et génère du magma qui se fraie un chemin au travers de la lithosphère jusqu’à la surface pour y créer des volcans qui s’alignent suivant la direction absolue de déplacement de la plaque. Ainsi on peut retrouver dans la géométrie des chaînes volcaniques et notamment de celle d'Hawai'i, l'histoire des changements de direction du mouvement de la plaque Pacifique au cours du temps. Le coude formé il y a 43 Ma par les Chaines Empereur et Hawai'i en est l'exemple le plus frappant.

Il existe plusieurs points chauds à la surface du globe. Leur origine, leur profondeur font encore l'objet de très nombreux débats. Ceux dont l'origine serait la plus profonde auraient une durée de vie très longue, d’au moins quelques dizaines de millions d’années, et seraient à peu près immobiles dans un repère lié à la Terre et seraient la conséquencedes panaches remontant dans le manteau.

Figure 3 : Chaine volcanique de Hawaii

Ce phénomène est particulièrement important dans la partie centrale du Pacifique au sud de l’équateur,   région qui correspond à peu près à la Polynésie française. Elle se caractérise par un gonflement de grande ampleur du plancher océanique (600 m d'amplitude à son maximum pour 2000 km d'extension) appelé le Superbombement du Pacifique Sud. On y trouve de très nombreux alignements volcaniques, avec des centaines de monts sous-marins et plus d’une centaine d’îles constituant les archipels des Marquises, des Tuamotu, de Pitcairn-Gambier, de la Société et des Australes-Cook. Trois volcans sont actifs (point rouge sur la figure) et bien localisés, celui de Pitcairn, à la limite Est de la zone, celui de la Société, dans l'Est de Tahiti, et celui des Australes au niveau du mont sous-marin Macdonald. Trois points chauds sans manifestation actuelle d'activité sont également supposés dans cette zone : celui des Marquises, celui de Rurutu et celui de Rarotonga.

Cette région est bien étudiée par les chercheurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris qui y ont déjà réalisé plusieurs campagnes  océanographiques.
Pour en savoir plus sur les différentes mesures effectuées pendant ces campagnes océanographiques, reportez vous à   l'annexe ci-dessous

Figure  4 : Les points chauds du Pacifique. © UPF

Figure  5 : Différents archipels de la Polynésie Française. © IPGP

L'archipel de la Société, long de 500 km, couvre environ 65 000 km2. Outre deux atolls coralliens, qui sont d’anciens îles hautes (Tupai, Tetiaroa), il compte   huit édifices principaux depuis l'île de Maupiti à l'extrême nord vieille de 4,34 Millions d'années (ou Ma) jusqu'au volcan Meetia au sud-est (435 m), le plus jeune, et qui matérialise la position actuelle du point chaud dont la dernière activité sous-marine remonte à 1986. Tahiti, île haute de 2200 m, repose sur un plancher profond de 3000 m et forme donc un massif de plus de 5000 m de haut si l’on enlève l’océan, pour un diamètre à la base de 120 km et une circonférence de 360 km. Ces altitudes observées sont donc très comparables aux plus hautes montagnes continentales.
 
Cette migration du volcanisme est très compatible avec le déplacement de la plaque Pacifique au dessus d'un point chaud.

Figure 6 : Archipel de la Société. © IPGP

Les Marquises forment une chaîne de 355 km de long avec plus de vingt îles et monts sous-marins majeurs. Elles reposent sur une croûte océanique  formée entre 45 à 65 Ma et profonde de 4500 à 5000 m en moyenne. Les datations des îles montrent une progression de l'âge de 5.33 à 1.61 Ma depuis Eiao jusqu'à Fatu Hiva. Il n'y a aucune trace de volcanisme récent ou actuel, aérien ou sous-marin aux Marquises.
 
Cette migration du volcanisme est bien compatible avec le déplacement de la plaque au dessus d'un point chaud.

Figure 7 : Archipel des Marquises. © IPG

Les Australes

L'archipel des Iles Australes sur lequel nous nous attarderons davantage, est long de plus de 1500 km et se prolonge au nord par l'alignement des îles Cook. 7 îles principales  le composent : Rimatara, située au nord de l'Archipel, a un âge estimé à plus de 19.5 Ma tandis qu'à l'extrémité sud, le MacDonald qui a connu sa dernière crise éruptive en 1988, correspond à la position actuelle d’un point chaud. L'âge de la croûte océanique varie de 40 Ma à 70 Ma du sud au nord.

La progression régulière avec l'âge le long de la trajectoire du point chaud se trouve battue en brèche puisque qu'à Rurutu, on trouve du volcanisme daté à 12 Ma voisin d’un volcanisme daté à  1,2 Ma.

Figure  8 : Archipel des Iles Australes. © IPGP

Il y a plus de 55 Ma, un premier point chaud a généré le mont Lotus, dont seuls des bancs de corail sous la surface de l’eau témoignent encore de   la présence.

Puis il y a 12 Ma, le volcan qui allait donner l’île de Rurutu perce le fond de l’océan.
 
Enfin il y a 1.5 Ma, un nouveau point chaud génère du   magma sous Rurutu qui gonfle, comme en témoignent les falaises   remontées de plus de 100 m. Ce magma arrive en surface et donne les derniers produits volcaniques connus sur l’île.

Une campagne océanographique a eu lieu en 1999 (programme ZEPOLYF) et a permis entre autres de reconnaître et cartographier le mont sous-marin susceptible   d’être à l’origine du volcanisme récent de Rurutu : le mont Arago. Ce mont avait été baptisé   Tinomana par un pêcheur de Rurutu qui a coutume de venir pêcher sur les hauts-fonds coralliens qui le recouvrent, situés à 23 m seulement de la surface, et qui matérialisent le sommet de ce volcan, s'élevant à plus de 4500 m au dessus du plancher océanique.
 
C’est un mont aux formes   jeunes recouvert de très nombreux cônes qui sont autant de points de sortie de la lave. On distingue aussi sur son flanc ouest (à gauche de la figure) , un grand glissement de terrain comme l’on en rencontre fréquemment sur des volcans de ce type (Tahiti et Rurutu par exemple) et qui sont des conséquences de la mise en place en force du magma dans l’édifice.

Pour terminer ce bref tour d’horizon   du volcanisme intra-plaque de l’océan Pacifique Sud, nous   vous proposons une excursion virtuelle autour des guyots de la région centrale des Australes.
 
Les guyots sont des monts sous-marins qui ont été des   îles puis des atolls et qui ont été engloutis, entraînés   par le plancher océanique dans son enfoncement régulier   avec le temps. Situés au Nord-ouest de l’île de Rapa,   cet ensemble de guyots, anciens volcans recouverts de plateaux de calcaire   est beaucoup plus vieux que les îles des Australes et a probablement   été créé en même temps que la croûte   océanique. Ils constituent des hauts-fonds connus sur les cartes   marines sous le nom de banc Neilson.

Figure 11 : Balade au milieu des guyots. © IPGP

Plusieurs types de mesures peuvent être réalisées pendant une campagne océanographique à caractère géologique et géophysique.

Figure A1: Sondage bathymétrique multi-faisceaux

En résumé :

Le Pacifique Sud connaît depuis   40 Ma une activité volcanique ininterrompue comme en témoignent   les centaines de monts sous marins recensés sur son plancher,   qui présente, de plus, un vaste bombement causé par la poussée d'un superpanache ancré profondément dans le manteau terrestre. Sur ce super-bombement, il existe plusieurs chaînes de mont sous-marins et îles générées chacune par un point chaud différent et qui ont une durée de vie   moyenne de 10 Ma. Plusieurs points chauds peuvent être actifs   au même moment et un même chemin peut être emprunté   par le magma à des temps très différents donnant au même endroit des épisodes de volcanisme séparés par plusieurs millions d'années. Ces points chauds sont liés   à des panaches peu profonds trouvant probablement leur origine à la surface de ce superpanache.
 
Les constantes de temps de ces phénomènes et leur répartition   spatiale sont des éléments clés pour la compréhension des mécanismes physico-chimiques à l'œuvre dans le manteau terrestre et qui sont à l'origine de ce volcanisme de point chaud.



ANNEXE :   Les mesures effectuées pendant les campagnes océanographiques

Pendant ces campagnes, on se fixe des objectifs bien précis, par exemple l'étude d'un mont sous-marin ou d'un segment de chaîne. Le bateau tente de les atteindre en réalisant des profils de mesures permettant d'optimiser les manœuvres et de gagner du temps toujours précieux en mer.

A ces opérations qui relèvent de la géophysique, viennent s'ajouter toutes celles qui concernent la géologie. Elles consistent principalement à récolter   des échantillons de roche du fond à l'aide de drague et à acquérir des images ou des films à l'aide de   submersibles habités ou autonomes.

Les échantillons, principalement de basalte, sont ensuite analysés en laboratoire à terre afin de connaître leur composition chimique qui renseigne sur leur origine et leur histoire. Leur âge est aussi déterminé à l’aide d’une méthode s’appuyant sur les temps de désintégration des éléments radioactifs présents naturellement dans la roche.

Figure A2 : Remontée des roches draguées à bord du navire. © ZEPOLY

Les campagnes en mer, nécessitant   une préparation souvent de plusieurs années et représentant   des budgets importants, impliquent la participation de très nombreuses   équipes souvent internationales, tant pour l'acquisition que   pour le dépouillement des données ou l'analyse des échantillons.

Pour en savoir plus :
         
          - sur les campagnes en mer :
         
http://www.ifremer.fr
         
          - sur le volcanisme  :
         
http://www.terreetvolcans.com/
http://volcano.ipgp.jussieu.fr:8080/
http://perso.club-internet.fr/decobed/
http://volcano.und.nodak.edu/vw.html

Source :
http://www.ipgp.jussieu.fr/

vendredi 11 novembre 2005

Les volcans influent sur le niveau de l'océan

Le niveau des océans fluctue en fonction des éruptions volcaniques

Les éruptions volcaniques ont souvent des effets catastrophiques. De nombreux exemples historiques font état de ces déchaînements de la nature. Mais ces derniers peuvent aussi avoir des effets inattendus.

Source : Google

Une équipe scientifique australo-américaine, dirigée par John Church (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Tasmanie), vient de montrer, pour la première fois, que les particules et les gaz émis dans la stratosphère lors des grosses éruptions diminuent l'insolation de la Terre.

Et, ce faisant, font baisser le niveau des mers de quelques millimètres. Le niveau océanique initial se rétablit une quinzaine d'années plus tard. "L'effet volcanique contrebalance et masque provisoirement la montée des eaux provoquée par le réchauffement climatique", expliquent les chercheurs dans la revue Nature du 3 novembre.

L'équipe scientifique est parvenue à ce constat en utilisant un modèle climatique, le Parallel Climate Model, et en recensant les données relatives à la température de surface des océans de 1890 à 2000. Elle a pu alors évaluer la dilatation thermique des mers ainsi que l'élévation de leur niveau pendant cette période.

Ils ont alors remarqué que les grosses éruptions volcaniques qui se sont produites depuis 1960 (mont Agung en Indonésie en 1963, El Chichon au Mexique en 1982 et mont Pinatubo aux Philippines en 1991) ont fait baisser le niveau océanique de quelques millimètres. La baisse la plus importante 5 mm étant correlée à l'explosion du Pinatubo.

Au total, précise l'équipe de chercheurs, "entre 1890 et 2000 , l'action des volcans s'est traduite par une baisse du niveau océanique de 6 mm, la plus grande partie de cette élévation ayant eu lieu de 1960 à 2000". Ensuite, il faut environ quinze ans pour que le niveau des mers retrouve son niveau précédant l'éruption. L'éruption du Pinatubo se fait encore sentir sur les océans.

De ce fait, une partie de l'élévation du niveau des océans, observée depuis cinquante ans, "reflète peut-être un retour progressif à la normale suivant l'éruption du Pinatubo", explique dans le même numéro de Nature Anny Cazenave, chercheur au Legos (Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiale de Toulouse) et expert auprès du GIEC (Groupe intergouvernemental d'experts sur le climat). "Cela peut expliquer aussi une partie de la montée du niveau des océans détectée par les satellites altimétriques depuis 1993 (3 mm/an comparés à 1,8 mm/ an).

Les données fournies par les marégraphes et par les satellites altimétriques Topex-Poseidon ont, en effet, montré que le niveau des océans s'est élevé de 10 à 20 cm durant le XXe siècle. Depuis 1950, cette ascension a été de 1,8 mm/an, puis est passée à 3 mm/an entre 1993 et 2003. Deux tiers de ce chiffre sont dus à la dilatation thermique des océans et un tiers à la fonte des glaciers de montagne et des glaces du Groënland.

Deux marégraphes
Source Google

Elévation du niveau des océans : de 40 à 50 cm d'ici 2100

La dilatation thermique des océans se produit mécaniquement quand les eaux se réchauffent. A masse égale, l'eau chaude occupe plus de volume que l'eau froide.

Variations du niveau de la mer (exprimées en mm/an). On remarque de fortes disparités géographiques.
L'étude des variations de la température de l'eau révèle le même graphique.
En rouge, les fortes augmentations, en bleu les fortes baisses.

Source : cyberzoide.developpez.com

Ainsi, même si l'espèce humaine n'émettait plus aujourd'hui de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la réponse des océans se ferait sentir encore pendant plusieurs siècles et produirait une montée des eaux. Car les océans emmagasinent la chaleur et la restituent très longtemps après, en raison de leur inertie thermique.

Echanges en eau entre océan, atmosphère et calottes polaires.

Source : cyberzoide.developpez.com

Pour l'heure, les émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique continuent. Selon les modélisations et les données les plus récentes, le niveau des océans devrait s'élever de 40 à 50 cm d'ici a 2100. Un chiffre moins élevé que celui prévu il y a quelques années. Il y aura cependant, ajoute Anny Cazenave, "une forte variabilité de la réponse, avec des effets beaucoup plus importants sur l'Arctique que sur l'Antarctique".

Source Google

Les observations indiquent, en effet, que l'Antarctique est à peu près en équilibre, car il y autant de glace qui se forme (à l'est) que de glace qui fond (à l'ouest). Au Groënland, il y a un peu de fonte, mais de manière modeste : 0,15 mm/an. Cependant, "à l'horizon 2100, la plus grande contribution viendra de la fonte du Groënland" , précise Anny Cazenave.

Source Google

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Quelques grandes éruptions historiques

La première grande éruption, qui a marqué le début de la civilisation en Europe, est celle du volcan Santorin, dans les iles des Cyclades, en 1650 av. J.-C. Elle pourrait être à l'origine de la disparition de la civilisation minoenne. La catastrophe du Vésuve, en l'an 79, a provoqué la destruction de Pompei et d'Herculanum. Plus tard, l'éruption du Laki, en Islande, en 1783, a émis une telle quantité de cendres et de gaz qu'elle a entrainé la mort d'une grande partie du cheptel de l'ile et provoqué une famine qui a duré plusieurs années.

On peut aussi citer l'éruption du Tambora en Indonésie, en 1815, qui a causé la mort de 92 000 personnes ; celle du Krakatau, en Indonésie, en 1883, a entrainé un gigantesque tsunami et fait 36 000 victimes. Et, en 1902, les nuées ardentes émises lors de l'explosion de la montagne Pelée, en Martinique, provoquaient la mort de 29 000 personnes.

http://abonnes.lemonde.fr/web/article/0,1-0@2-3244,36-706928@51-690189,0.html

Source : Le Monde, 05/11/05

Christiane Galus

vendredi 23 septembre 2005

Les volcans en Islande

Concernant le volcanisme islandais, depuis 2003 nous avions déjà pensé à la possibilité d’une nouvelle activité de ce volcan sous un an ou deux.

Ce dossier est une analyse réalisée suite à l’éruption du 1er novembre 2004, elle explique pourquoi l'éruption était presque anticipée, à cause (ou grâce) au débordement du lac sous-glaciaire, ce qui expliquerait la faible intensité et la brièveté de cette éruption.

Volcan Grimsvötn – Islande – 1er novembre 2004 - Une dépressurisation des terrains recouvrant le volcan Grimsvötn déclenche une éruption phréato-magmatique.

1°) Historique

Le volcan du Grimsvötn est situé au centre du glacier Vatnajökull dont la superficie est de 8 300 km2, ce qui équivaut à la surface totale de tous les glaciers d’Europe réunis, et supérieure à la surface de la Corse ; il a une épaisseur de 1000 m. Le Grimsvötn est un volcan des plus actifs d’Islande. Il se compose d’une caldeira et d’un lac sous-glaciaire alimenté grâce à la fonte de la glace (chaleur géothermique). Des éruptions se sont produites en 1983, 1996 et 1998. Mais il faut remonter à 1934 pour retrouver une éruption déclenchée par un phénomène de décompression comme celle de novembre 2004.

Les mesures de G.P.S. ont décelé un soulèvement de 5 à 10cm , en 1 an, dans le centre de la caldeira. L’activité sismique avait augmenté en mai 2003. En octobre 2004, on notait une augmentation des tremblements de terre.
La fonte naturelle de la glace, surtout l’été, alimente lacs et torrents sous-glaciaires.

Mais lorsqu’un volcan est proche de sa réactivation par un apport de magma (ce qui était le cas) la géothermie active la fonte de la calotte glaciaire ; l’air chaud dégagé par le cratère monte au point le plus haut, sous le glacier, en perce la glace et libère la pression accumulée.

L’écoulement accru du débordement du lac laissait présager une inondation imminente en particulier dans le volcan.

C’est la libération de la pression sous-glaciaire et le débordement du lac, dans le volcan, qui ont participé au déclenchement de l’éruption ; en effet, la pression interne dans la chambre magmatique, peu profonde, était très importante à cause d’un apport, faible mais continu, de magma depuis la dernière éruption de 1998.

Le 1er novembre 2004, aux environs de 22 H 00, l’éruption commence à l’intérieur de la caldeira du Grimsvötn, au-dessous de la calotte de glace et se créé un passage dans la couche de glace en une heure. Le survol en avion confirme qu’une éruption phréato-magmatique est imminente. Le panache extérieur a été détecté par les radars vers minuit.

Une série intense de tremblements de terre commence vers 19h00, suivie par des trémors Les trémors sont des événements sismiques caractéristiques, très proches les uns des autres dans le temps, qui se succèdent pendant des périodes courtes de une à deux minutes, de magnitude faible mais saturant les sismographes voisins. Ils témoignent d’ébranlements proches de la surface et, plus particulièrement, de la montée du magma dans la cheminée d’alimentation. La détection des trémors, qui précèdent en général de peu l’éruption, est particulièrement utile en matière de prévision. (J.M. Bardintzeff) 

- Le 2 novembre : la fissure orientée est-ouest atteint maintenant 1 km de large. L’épaisseur de glace, le long de cette fissure, est évaluée à 200 m (avant l’éruption). Au moment de l’éruptio