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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

Bloc-diagramme d'un stratovolcan : cratère principal, panache volcanique, cheminée principale et latérale, coulée de lave, dyke, sill et chambre magmatique dans la croûte continentale.
Bloc-diagramme d'un stratovolcan, du cratère à la chambre magmatique Illustration Cahier de Sciences · image générée par IA

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 effusiveÉruption explosive
MagmaFluide, pauvre en siliceVisqueux, riche en silice
GazS'échappent facilementRestent piégés puis explosent
SortieCoulées de laveNuées ardentes, cendres, bombes
ReliefVolcan aux pentes doucesVolcan aux pentes raides
DangerDestruction des biens, on peut fuirTrès meurtrier, tout va très vite
ExemplePiton de la Fournaise, HawaïMont 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.

SituationType d'éruption dominantExemple
Limite divergente (dorsale)Effusive, laves basaltiquesIslande
Limite convergente (subduction)ExplosiveJapon, Indonésie
Point chaud, loin des limitesEffusiveHawaï

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 :

  1. La sismicité augmente : la remontée du magma fissure les roches.
  2. Le volcan gonfle : des inclinomètres mesurent une déformation de quelques centimètres.
  3. La composition des gaz change, notamment la teneur en soufre.
  4. 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.
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