Pourquoi et Comment #1 - Le volcanisme

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Bienvenue dans la nouvelle série Pourquoi et Comment. Dans cette série nous essaierons de comprendre des phénomènes physiques, chimiques, naturels, présents dans votre vie de tout les jours, ...

Aujourd'hui, nous allons parler des volcans, ces phénomènes qui peuvent dévaster des régions entières, créer des îles, ou même anéantir l' humanité ! Nous allons tout d' abord voir leur fonctionnement, puis allons parler de leurs dangers.

Le volcanisme, c'est quoi ?

1] Volcans et plaques tectoniques

Le volcanisme est une conséquence de l'activité interne de notre planète. Ce sont les plaques tectoniques, qui, en se déplaçant, peuvent les créer. Il permet de réguler la chaleur de la terre, comme le bouchon d' une cocotte minute.

Regardons maintenant la carte des volcans :

^{Source : blog.ac-versailles.fr}

On peut clairement distinguer que les volcans ne sont pas disposés au hasard un peu partout. On peut observer qu' ils suivent de mystérieuses "lignes".
Revenons maintenant à notre histoire de plaques. Comme je vous l' ai dit, celles-ci recouvrent notre planète.Ces lignes sont en réalité la jonction de ces différentes plaques. Les volcans apparaissent à la jonction des plaques tectoniques.

Pas convaincu ? Regardez maintenant cette carte :

^{Source : wikimedia.org}

Il y a bien un lien, n' est-ce pas ?

Maintenant vous me direz :

Mais pourquoi des volcans apparaissent entre les plaques ? Elles sont "collées", non ?

Et bien, la réalité est que les plaques bougent en permanence.
Des courants de convection, des "courants de chaleur", font bouger les roches du manteau terrestre. Celles-ci entrainent avec elles les plaques qui reposent par dessus. Celles-ci glissent ainsi par dessus.

Voici un schéma pour vous montrer simplement à quoi ça ressemble :

^{Source : tpediamant.weebly.com}

Forcément, elles finissent parfois par se rapprocher, se chevaucher. Et ce sont les plaques océaniques,les plaques les plus denses, qui glissent sous les plaques continentales, moins denses. Les volcans apparaissent sur la plaque continentale là ou elle chevauche la plaque océanique, c' est le volcanisme des zones de subduction.

^{Source : maxicours.com}

A l'opposé de ce chevauchement, les plaques s' écartent. Cela fait baisser la pression sur les roches du manteau qui se liquéfient alors et remontent pour ensuite reboucher le vide qui s' était formé. A cet endroit, c'est ce qu'on appelle le volcanisme des zones d' accrétion.

Néanmoins, il y a également du volcanisme au milieu des plaques ! C'est ce qu'on appelle le volcanisme de point chaud. Ils se forment lorsque de la roche très chaude remonte depuis la base du manteau, se liquéfie, puis se transforme en magma qui vient se bloquer contre la croûte terrestre, contre les plaques qui finissent alors par se fissurer. Le magma s' infiltre donc et cela crée un volcan.

Comme nous le savons, les plaques bougent, mais pas le point chaud. Donc les volcans se décalent peu à peu avec le temps du point chaud et s' éteignent. Ensuite le processus recommence à nouveau un peu plus loin.
C'est comme ça que s'est formé l' archipel d' Hawaï par exemple.

2] Comment le volcan fonctionne ?

Quand les plaques se chevauchent, cela crée une contrainte énorme qui fait se fissurer la plaque continentale.La plaque océanique quand à elle commence à se transformer, et on peut y noter l' apparition de magma. Le liquide, plus léger que les roches, remonte à la surface en s' infiltrant dans les failles provoqué par le chevauchement des plaques tectoniques. Il s' accumule ensuite dans une chambre magmatique. Un jour, le magma finit par sortir et cela forme un volcan.

De quoi est composé un volcan ?

Un volcan est composé d' une chambre magmatique, d' une cheminée et de bouches éruptives :

^{Source : wikimedia.org}

La chambre magmatique est alimentée par le magma en provenance du manteau. Elle est le lieu où est stocké le magma avant une éruption. Parfois, quand elle se vide après une éruption le volcan peut donner naissance à une caldeira en s' effondrant sur lui même. La chambre magmatique se trouve généralement entre 10 et 50 kilomètres de profondeurs, dans la lithosphère.

La cheminée principale est quand à elle le conduit où la lave passe (de préférence) pour rejoindre la surface.
Il existe aussi des cheminées secondaires qui partent soit de la chambre magmatique directement soit de la cheminée principale et qui débouchent le plus souvent sur les flancs où à la base du volcan.

Le volcan possède aussi des fissures latérales provoquées par son gonflement / dégonflement. Lors d' une éruption fissurale elles permettent à la lave de sortir.

Les gaz jouent un rôle important pour les volcans. A l' intérieur de la chambre magmatique, les différents composés du magma se séparent, les gaz précédemment dissous forment des bulles qui remontent alors à l'extérieur, emportant le magma à la surface. A la surface justement, les bulles éclatent. C'est alors ici que nous allons savoir si le volcan est effusif ou explosif :

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Volcan effusif :

Un volcan effusif, ou volcan rouge, est un volcan rejetant de la lave en fusion à 1200 degrés mais seulement à 10 km/h. La lave est fluide et ces volcans sont souvent peu dangereux pour les humains, mais le matériel sur son passage est détruit.

Volcan explosif :

Un volcan explosif, ou volcan gris, est un type de volcan qui envoie des morceaux de roches, de magma à plusieurs kilomètres de distance. L'éruption consiste en une explosion de lave grise dont la consistance visqueuse peut former un dôme.
Ces volcans sont très dangereux car les projectiles que le volcan envoie peuvent faire plusieurs mètres de largeur / hauteur. Ils peuvent également provoquer des nuées ardentes, nuages de cendres se déplaçant à plus de 500 km/h dont il est impossible de se réchapper avec une température avoisinant les 700 degrés Celsius.

^{Source : wikimedia.org}

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Si le magma est plutôt liquide, la lave jaillit et s' écoule tranquillement sur les pentes. C'est alors un volcan effusif.

Mais si le magma est visqueux, les bulles restent bloquées, la pression augmente dans les bulles. Quand celles-ci atteignent la surface, elles explosent violemment, projetant du magma à des kilomètres. C'est alors un volcan explosif. On appelle les projectiles lancés des "bombes".

Voici un schéma qui mélange les deux types :

^{Source : wikimedia.org}

3] Les différents types de volcans

Il existe différents types de volcans :

• Les volcans de type strombolien : La lave est moyennement fluide ce qui cause l' accumulation de gaz, l' augmentation de la pression, ce qui peut provoquer des explosions plus ou moins violentes expulsant des morceaux de roches, ...
• Les volcans de type vulcanien : La lave est visqueuse ce qui cause une énorme accumulation de gaz et de très violentes explosions pouvant expulser de gros et nombreux morceaux de roches,... Le magma trouve quelquefois une issue par les cheminées secondaires mais le plus souvent le cratère explose créant une caldeira.
• Les volcans de type péléen : Son nom vient de l' éruption de la montagne Pélée en 1902 en Martinique. La lave est très visqueuse, la cheminée est bloquée. Ces volcans produisent des nuées ardents (nuages de cendres brulants se déplaçant très rapidement) ainsi que des explosions très violentes.
• Les volcans de type Hawaïen : Le nom de ce type vient des volcans Hawaïen (Mauna-Loa et Kilauea), qui sont de ce type. La lave étant très fluide, ces volcans produisent des coulées de laves pauvres en gaz. Il y a très peu d' explosions et d' expulsions de roches. Les laves coulent dans toutes les directions, pouvant s' accumuler sur plusieurs mètres de hauteur, faire des nappes de centaines de kilomètres de circonférence.

^{Source : soutien67.free.fr}

Les gaz produits

Lors d' une éruption plus d' 1 Milliard de tonnes de gaz peuvent êtres relâchées !
La composition de ces gaz varient selon le volcan et son magma.

Mais ce sont notamment :

• de la vapeur d' eau
• du dioxyde de carbone
• de l' anhydride sulfureux
• du monoxyde de carbone
• de l' acide chlorhydrique
• de l' hydrogène et hydrogène sulfuré
• du soufre

qui sont produits. Certains noms doivent vous dire quelque chose comme Acide chlorhydrique ou monoxyde de carbone, et ne doivent pas vous inspirer confiance, et vous avez raison. Vaut mieux pas respirer à plein poumons les gaz d' un volcan !

Ces gaz sont dangereux notamment pour les personnes se trouvant sur les flancs du volcan (sauf la vapeur d' eau bien sûr !)

Conséquences des éruptions

Les volcans sont bel et bien utiles à notre planète, pour évacuer son trop plein de chaleur. Mais les éruptions peuvent être très dangereuses.

L'énergie dégagée lors d'une éruption volcanique peut atteindre plus de 1020 joules, dix millions de fois la puissance de la bombe d' Hiroshima !

Voici les principaux risques actuels :

• Destruction de villes, forets, ... ensevelis par la lave ou par les cendres (Pompeii)
• Mort de milliers de personnes ou d' animaux à cause des explosions et des "bombes" projectiles des volcans explosifs pouvant être envoyés à plusieurs kilomètres de distance.
• Changement du climat (on détaille ce point après)
• Contamination des eaux et morts de personnes à cause des gaz toxiques.
• Destruction des champs (agriculture), de la faune et de la flore
• Possibilité de pluies acides et de la destruction de la couche d' ozone à cause des gaz toxiques libérés.

Et oui, il vaut mieux éviter les éruptions !

^{On peut voir que ce sont les nuées ardentes et les lahars qui causent le plus de morts de nos jours. source: futura-sciences.com}

Les lahars

Un lahar est une coulée, un écoulement non-newtonien (liquide où l'eau ne gère pas la dynamique ; comme le mélange eau maïzena, qui est solide quand on lui "donne un gros coup" et liquide si on "y va doucement"). Ils peuvent être des coulées de débris ou des coulées de boues.
Ils sont très dangereux car ils dévastent tout sur leur passage. Et il est difficile de leur réchapper car les coulées sont extrêmement rapides. C'est pourquoi ils représentent 40% des victimes dues aux éruptions volcaniques du 20e siècle (31 500 morts)

^{Source : wikimedia.org}

Catégories de lahars

Il y a deux types de lahars :

• Les lahars post-éruptifs : Ils se produisent après une éruption et utilisent les dépôts de cendres pour se former.
• Les lahars syno-éruptifs : Appelés également lahars primaires, ils se produisent lors d' une éruption. Ils peuvent être dus :
  • à une fonte de neige/glace assez rapide . Ce sont les lahars les plus dangereux car ils sont très gros même lors de petites éruptions.
  • aux eaux de pluies
  • aux eaux d' un lac de cratère vidé rapidement (explosion, brèche, débordement). Cette forme est imprévisible et dangereuse.
  • à l' arrivée d' une nuée ardente dans un cous d' eau

Prévoir les lahars

Des cartes avec les zones de danger peuvent êtres mises en place. Une alerte peut ainsi être lancée lorsque le risque est important, la population est alors évacuée.

^{Source : futura-sciences.com}

Les écoulements gazeux

Les gaz d' une éruption (explosive) peuvent être sous la forme d' un seul et même nuage lourd de CO2 qui reste au sol et qui est invisible. Cela ne provoque aucun dégât matériel mais asphyxie tout les êtres vivants qui restent sur son passage, notamment ceux dans les creux des vallées ou le nuage peut s' agglutiner, ...

Prévoir les écoulements gazeux

Il est très difficile voir impossible de prévoir ce type de catastrophe, notamment car elles ne laissent pas de trace et que le nuage est incolore et inodore.

Hiver volcanique et crise massive

Saviez-vous qu'une des hypothèses qui explique l' extinction massive d' il y a 65 millions d' années dit que sa cause est un super-volcan ?

^{Source : canalblog.com}

En effet, un volcan, en plus de pouvoir vous envoyer un rocher sur la tête ou de vous couler dans la lave peut également chambouler toute la planète.
C'est à cause des poussières et cendres qu'il produit. Celles-ci restent dans les couches hautes de l' atmosphère et bloquent les rayons du soleil. C'est ce que l'on appelle un hiver volcanique.
Le principal problème n' est pas que l' on ne peut plus "bronzer", mais il y en a plusieurs :

• Les températures peuvent chuter de plus de 5°C, les espèces qui n' arrivent pas à s'y habituer meurent.
• Les plantes ne peuvent plus faire de photosynthèse, elles meurent donc. Sans parler des pluies acides qui les achèvent. Sans végétaux, plus de nourriture pour les herbivores. Ils commencent alors à mourir jusqu' au dernier.Sauf que les carnivores, ils mangent quoi ? Des herbivores ! Donc c'est toute la chaîne alimentaire qui s' effondre. Seules les espèces les plus résistantes peuvent y survivre.

Prévoir les éruptions, mythe ou réalité ?

Il est actuellement impossible de prévoir une éruption à 100%, et seulement à moyen/court terme.

Pour prévoir les éruptions, les volcanologues peuvent tout d' abord prendre compte du passé du volcan. Les dates de leurs éruptions (donc leur récurrence), leur puissance, les zones touchées, ... Cela peut aider de savoir qu'un volcan entre en éruption tout les 100 ans environ par exemple.
Un volcan est considéré inactif après 10 000 ans sans aucune éruption. Ainsi, certains volcans d' Auvergne (@steemauvergne ^^) sont encore considérés comme actifs, avec des éruptions remontant à il y a 3000 ans.

Les volcanologues peuvent également porter attention aux secousses et signes sismiques à proximité du volcan. En effet, les éruptions sont toujours précédées de secousses. Cela permet également de déterminer l' emplacement du foyer du volcan.
Les volcanologues font aussi attention à la forme du volcan. En effet, le magma, plus nombreux, fait déformer le volcan voir le fais se fissurer avant une éruption. ce sont notamment les pentes qui sont analysées, leur degrés d' inclinaison par exemple peut être mesurée avec des inclinomètres ou des relevés topographiques.
Ils peuvent également faire attention au champ magnétique du volcan à l' aide de magnétomètres. Il faut savoir que la circulation du gaz / du magma fait des modifications magnétiques.
Le gonflement du sol est également une précieuse source d' indications alors que la lave progresse vers la surface.

Certains volcans émettent des gaz en permanences par les fumerolles. Un brusque changement de température, de composition ou de débit de celles-ci peut indiquer une prochaine éruption.

^{Source : wikimedia.org}

Actuellement, ce sont plus de 500 millions de personnes qui sont exposés aux risques volcaniques.Depuis le XVIIe siècle, on estime qu'il y a eu 300 000 victimes d' éruptions et de phénomènes engendrés dues à ces dernières.

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Sources :

• http://upload.wikimedia.org
• http://blog.ac-versailles.fr
• https://youtube.com
• http://tpediamant.weebly.com
• https://e.maxicours.com
• http://3.bp.blogspot.com/
• https://www.notre-planete.info/terre/risques_naturels/volcanisme/volcanisme.php
• https://fr.wikimini.org/wiki/Volcan_effusif
• https://fr.wikipedia.org/wiki/Volcan
• https://fr.wikimini.org/wiki/Volcan_explosif
• http://volcan.dufouraubin.com/types.htm
• http://crpal.free.fr/sciences/autres/typvol.pdf
• https://www.futura-sciences.com/planete/dossiers/volcanologie-volcanisme-a-z-462/page/3/
• http://soutien67.free.fr/svt/terre/volcan/volcan.htm
• http://francois.derouin.free.fr/svtclggsand/?p=993
• http://www.linternaute.com/science/environnement/dossiers/06/0605-colere-terre/2.shtml
• http://www.jeunesse.securitepublique.gouv.qc.ca/jeunes/6e-annee/urgences-et-catastrophes/volcans/consequences.html

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Merci d' avoir lu cet article ! J' espère qu'il vous aura plu !

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