SVT 2APIC
Les volcans
Comment le magma remonte, pourquoi certaines éruptions coulent et d'autres explosent, et ce que les volcanologues surveillent pour prévenir.
01 La structure d'un volcan
Définition
Un volcan est un relief formé par l'accumulation de matériaux issus de la remontée de magma depuis la profondeur jusqu'à la surface.
Le magma est une roche fondue, chargée de gaz dissous, qui se forme à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur. Il s'accumule dans une chambre magmatique, remonte par une cheminée et sort par le cratère. Les matériaux qui s'entassent autour du cratère construisent peu à peu le cône volcanique.
Magma et lave ne sont pas la même chose. Le magma est souterrain et contient encore ses gaz. Dès qu'il atteint la surface, les gaz s'échappent : on parle alors de lave. Même matière, deux noms selon l'endroit où elle se trouve.
- Chambre magmatique
- Réservoir souterrain où le magma s'accumule avant l'éruption.
- Cheminée
- Conduit par lequel le magma remonte vers la surface.
- Cratère
- Ouverture au sommet du volcan par laquelle sortent lave, gaz et projections.
- Cône volcanique
- Relief construit par l'empilement des laves et des projections successives.
02 Deux types d'éruptions
Tout se joue sur un seul paramètre : la viscosité du magma, c'est-à-dire sa difficulté à s'écouler. Un magma fluide laisse les gaz s'échapper tranquillement. Un magma visqueux les retient jusqu'à la rupture.
| Éruption effusive | Éruption explosive | |
|---|---|---|
| Magma | Fluide, pauvre en silice | Visqueux, riche en silice |
| Gaz | S'échappent facilement | Restent piégés puis explosent |
| Sortie | Coulées de lave | Nuées ardentes, cendres, bombes |
| Relief | Volcan aux pentes douces | Volcan aux pentes raides |
| Danger | Destruction des biens, on peut fuir | Très meurtrier, tout va très vite |
| Exemple | Piton de la Fournaise, Hawaï | Mont Saint Helens, Vésuve |
Une image. Ouvre une bouteille d'eau plate : rien ne se passe, c'est l'effusif. Ouvre une bouteille de soda secouée : tout jaillit d'un coup, c'est l'explosif. Dans les deux cas ce sont les gaz qui décident, pas le liquide.
03 Les produits émis
Un volcan émet trois catégories de matériaux.
- Les laves : roche fondue qui s'écoule, entre 700 et 1200 °C, et se solidifie en refroidissant.
- Les gaz : surtout de la vapeur d'eau, mais aussi du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufre. Ce sont eux qui rendent l'éruption explosive.
- Les projections solides : classées par taille, des plus fines aux plus grosses — cendres, lapillis, puis bombes volcaniques.
À retenir
Les gaz sont invisibles mais ce sont eux qui commandent. Leur quantité et leur capacité à s'échapper déterminent le type d'éruption, donc le danger.
04 Les roches volcaniques
Quand la lave refroidit, elle se solidifie et forme une roche. La vitesse de refroidissement détermine l'aspect de cette roche.
Observation à la loupe
- Basalte
- Roche sombre, formée en surface. Le refroidissement est rapide : les cristaux n'ont pas le temps de grandir. On voit quelques petits cristaux noyés dans une pâte non cristallisée.
- Granite
- Roche claire, formée en profondeur. Le refroidissement est lent : tous les cristaux sont grands et visibles à l'œil nu. Ce n'est pas une roche volcanique mais plutonique.
La règle
Plus le refroidissement est rapide, plus les cristaux sont petits. L'aspect d'une roche raconte donc son histoire : en la regardant, on sait si elle s'est formée en surface ou en profondeur.
À toi. On trouve une roche entièrement composée de grands cristaux visibles. S'est-elle formée en surface ou en profondeur ?
En profondeur. De grands cristaux exigent un refroidissement lent, ce qui n'est possible qu'à l'intérieur de la croûte terrestre. Une lave qui refroidit à l'air libre ne laisse jamais le temps aux cristaux de se développer.
05 Où sont les volcans
Comme les séismes, les volcans ne sont pas répartis au hasard : ils s'alignent le long des limites de plaques. Environ 75 % des volcans actifs émergés se situent autour du Pacifique, dans la Ceinture de Feu.
| Situation | Type d'éruption dominant | Exemple |
|---|---|---|
| Limite divergente (dorsale) | Effusive, laves basaltiques | Islande |
| Limite convergente (subduction) | Explosive | Japon, Indonésie |
| Point chaud, loin des limites | Effusive | Hawaï |
Les points chauds sont l'exception qui confirme la règle : ce sont des remontées de magma isolées, indépendantes des limites de plaques.
06 Risques et surveillance
Les dangers
- Coulées de lave : elles détruisent tout sur leur passage, mais avancent assez lentement pour qu'on évacue.
- Nuées ardentes : mélange brûlant de gaz et de cendres dévalant la pente à grande vitesse. C'est le phénomène le plus meurtrier.
- Retombées de cendres : effondrement des toits, destruction des cultures, trafic aérien bloqué.
- Lahars : coulées de boue formées quand les cendres se mélangent à l'eau de pluie ou à la neige fondue.
Surveiller un volcan
On ne peut pas empêcher une éruption, mais on peut souvent l'annoncer. Un volcan donne des signes avant de se réveiller :
- La sismicité augmente : la remontée du magma fissure les roches.
- Le volcan gonfle : des inclinomètres mesurent une déformation de quelques centimètres.
- La composition des gaz change, notamment la teneur en soufre.
- La température des sources chaudes monte.
Ces mesures permettent de déclencher l'évacuation à temps. C'est de la prévision, pas de la prédiction : on sait qu'une éruption approche, rarement le jour exact.
✓ L'essentiel
- Origine
- La remontée d'un magma formé en profondeur jusqu'à la surface.
- Magma et lave
- Magma sous terre avec ses gaz, lave en surface après leur départ.
- Deux éruptions
- Effusive avec un magma fluide et des coulées ; explosive avec un magma visqueux et des nuées ardentes.
- Les roches
- Refroidissement rapide en surface, petits cristaux ; refroidissement lent en profondeur, grands cristaux.
- Répartition
- Aux limites de plaques, surtout dans la Ceinture de Feu du Pacifique.
- Prévention
- Surveillance des séismes, de la déformation et des gaz, puis évacuation.