Volcans : Les géants de feu

Publié par Sandy Aupetit, le 26 mai 2016   9.4k

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On compte sur Terre environ 1 500 volcans terrestres actifs dont une soixantaine en éruption par an. Et c'est sans compter les volcans sous-marins qui sont bien plus nombreux !

Mais quelle est l’origine de ces géants de feu ?


Pour le comprendre, un peu de géologie s’impose. Intéressons nous à la structure de la Terre. L’enveloppe rocheuse rigide sur laquelle nous vivons, la lithosphère, est scindée en plusieurs morceaux, un peu à la façon d’un puzzle. Chaque pièce du puzzle est ce qu’on appelle une plaque tectonique. On distingue deux types de plaques, les plaques continentales et les plaques océaniques, qui comme leurs noms l’indiquent, supportent soit les continents, soit les océans.

Structure interne de la Terre


La Terre est dynamique

Ces plaques ne sont pas immobiles, elles bougent légèrement. En effet des courants de chaleur issus des profondeurs de la terre, appelés courants de convection, font bouger les roches du manteau terrestre. Ces roches, comme des tapis roulants, entraînent les plaques qui reposent au dessus. Ces dernières vont alors glisser, se rapprocher et parfois même se chevaucher. Mais elles ne le font pas n’importe comment, les plaques océaniques qui sont les plus denses, vont plonger sous les plaques continentales.

Les principales plaques tectoniques terrestres et leurs mouvements


Les zones de subduction

Mais alors que ce passe-t-il alors au niveau de ces zones de chevauchement de plaques ? Regardons tout d’abord en surface. Le glissement de la plaque océanique sous la plaque continentale génère d’énormes contraintes, si bien que la plaque continentale va se fracturer. Les failles ainsi engendrées vont jouer un rôle très important par la suite.

Descendons maintenant un peu plus en profondeur, a environ 150 km sous nos pieds. Noyée dans la roche du manteau, la plaque océanique va se transformer. Les différents éléments qui la constituent se séparent, de l’eau s’échappe, tout cela modifie les conditions physico-chimiques locales, et cela a pour effet de faire fondre les roches du manteau, qui se présentent désormais sous la forme d'un magma. Moins dense que les roches environnantes, le magma remonte vers la surface, sous l’effet de la poussée d’Archimède. Le magma va alors s’infiltrer dans les failles de la plaque continentale, et s’accumuler dans ce qu’on appelle une chambre magmatique. Le magma finira un jour par sortir a l’air libre, et créera un volcan.

C’est ce qu’on appelle le volcanisme de subduction. C’est comme cela que ce sont formés les volcans au niveau de la Cordillère des Andes, ou de la ceinture de feu du pacifique.


Les zones d'accrétion

Mais alors me direz-vous, si les plaques se chevauchent d’un côté, elle doivent bien s’écarter de l'autre ! Que se passe-t-il, il y a un grand trou ?

Heureusement non, rassurez-vous ! A l’endroit où les plaques s’écartent, la pression sur les roches du manteau diminue, et ces roches qui étaient jusqu’à présent solides vont se liquéfier, pour aussi former du magma, qui va remonter a la surface et combler au fur et a mesure le vide qui s’était formé par l’écartement des plaques. On parle ici de volcanisme d’accrétion.

La plupart de ces zones de séparation des plaques se trouvent au fond des océans, comme pour la dorsale médio-atlantique. Ce type de volcan est donc assez rare en surface, avec tout de même quelques exceptions comme par exemple en Islande.


Les points chauds

On serait donc tenté de conclure que finalement, les volcans se forment au niveau des jonctions entre les plaques. Mais ce n'est pas tout à fait vrai, il y a encore un mécanisme à considérer. Il faut préciser que les volcans servent de régulateurs de température. Ce sont en quelque sorte de grandes bouches d’aération par lesquelles la Terre évacue son excédent de chaleur. Or, les volcans issus des phénomènes de subduction et d’accrétion ne sont pas suffisants pour réguler cette température. Et pourtant, il faut bien que cette chaleur soit évacuée ! On va ainsi avoir d’énormes morceaux de roches très chauds qui vont remonter de la base du manteau terrestre. En s'élevant la pression diminue, ces roches se liquéfient et vont se transformer en magma. Ce dernier va ensuite venir buter contre les plaques, qui vont alors se déformer et se fissurer.

Comme précédemment, le magma s'infiltre dans les failles et fini par ressortir à l'air libre, créant un volcan dit de point chaud, qui peut se trouver au beau milieu d’une plaque. Ce type de volcanisme est à l’origine de l’île de la Réunion ou de l’archipel d’Hawaï.


En résumé ...

On a donc trois mécanismes engendrant la naissance de volcans : les mécanismes de subduction, d'accrétion, et de point chaud, illustrés sur le schéma ci-dessous.

Les différents mécanismes mis en jeu pour l'apparition des volcans.


Différents types d'éruptions

Nous avons vu jusqu'à présent qu'il existait différents types de volcans, mais il existe aussi plusieurs types d'éruptions. En effet, il paraîtrait que certains volcans soient plus « agressifs » que d’autres, mais pourquoi ?

Pour répondre à cette question, il faut comprendre comment se passe la remontée du magma vers la surface. Tout d’abord à l’intérieur de la chambre magmatique, le magma se transforme, les différents éléments qui le composent se séparent, et des gaz qui, jusque là étaient dissous vont former des bulles, qui vont remonter a la surface, poussant le magma vers l’extérieur. En arrivant a la surface ces bulles éclatent. Et il faut alors considérer deux possibilités.

Si le magma est assez fluide, la lave jaillit du cratère et s’écoule sur les pentes, c’est ce qu’on appelle le dynamisme effusif. C’est ce qu’il se passe par exemple lorsqu’on fait bouillir du lait et qu’il déborde de la casserole. Les volcans de ce type sont parfois appelés "volcans rouges".

Au contraire si le magma est très visqueux, en arrivant à la surface il ne va pas couler sur le coté mais va au contraire stagner au sommet de la fissure en formant peu a peu un bouchon. Les bulles de gaz vont avoir beaucoup plus de mal a se libérer, et la pression au niveau du bouchon va augmenter car le magma en profondeur continue à remonter. Finalement le bouchon sautera dans une gigantesque explosion, projetant des roches et des cendres dans toutes les directions, à une vitesse pouvant atteindre plusieurs centaines de km/h. C’est ce que l’on appelle le dynamisme explosif. C'est à peu près ce qu’il se passe lorsqu'on fait bouillir de la purée. Ces volcans sont parfois appelés "volcans gris", à cause des cendres et de la fumée qui s'en échappent. C’est lors d’une éruption de ce type qu'en 1902 le volcan de la montagne Pelée a détruit la ville de Saint Pierre en Martinique, en moins d’une minute. Une autre éruption célèbre de ce type est celle du Vésuve en l’an 79, qui entraîna la destruction de Pompéï.


Schéma illustrant les deux principaux types d'éruptions volcaniques .


Cas pratique : Et les volcans d'Auvergne ?

Petit exercice d'application : Qu'en est-il des volcans d'Auvergne ? Quelle est leur origine ? Si vous avez suivi jusqu'ici, vous auriez sûrement envie de répondre : "Nous ne sommes pas situé en bordure de plaques, donc à coup sur on a affaire à un volcanisme de point chaud !". Et ce serait bien tenté, mais en réalité ce n'est pas tout a fait ça. Les géologues pensent à un scénario un peu différent pour la formation des volcans d’Auvergne.


La Limagne

Il y a 60 millions d’années, les plaques africaine et eurasienne sont entrées en collision, formant les Alpes. Ces deux plaques ont la même densité, et aucune des deux n’a pu réellement plonger sous l’autre (comme ça aurait été le cas au niveau d'une zone de subduction). Mais la plaque eurasienne a tout de même fini par se glisser difficilement sous la plaque africaine. Cela aurait provoqué un étirement et un amincissement de la plaque eurasienne, et parfois même des failles, notamment au niveau du massif central. La croûte terrestre exerçant moins de pression aux endroits où elle était moins épaisse, les roches du manteau terrestre se seraient liquéfiées pour former un magma qui serait alors remonté en surface en passant par les failles, donnant naissance à des volcans. C’est ainsi que les premiers volcans d’Auvergne, ceux de la Limagne, seraient apparus il y 25 millions d’années.


Photographie de la chine des puys en Auvergne (Source)


La Chaîne des Puys

Pour expliquer l'apparition de la chaîne des Puys, il faut aller encore un peu plus loin. Comme on l’a vu, les plaques eurasienne et africaine ont la même densité. La plaque eurasienne ne s’est donc pas enfoncée très profondément sous la plaque africaine. Ainsi, au lieu de provoquer la fusion des roches du manteau terrestre, elle les aurait poussées. Il y a 15 millions d’années, ces roches se seraient alors retrouvées sous le massif central, une région où la croûte terrestre, comme on l'a vu précédemment, était moins épaisse. La pression étant moins grande, les roches se seraient liquéfiées et transformées en magma, qui serait par la suite remonté à la surface en passant par les failles déja présentes. Cela aurait donné naissance à de nouveaux volcans, comme le Cantal, les Monts Dores et la Chaîne des Puys.


Un réveil possible pour les volcans d'Auvergne ?

Certains volcans d’Auvergne sont considérés comme actif, c’est-à-dire que leur dernière éruption s’est produite il y a moins de 10 000 ans. Et des éléments indiquent qu’il y aura d’autres éruptions ! En particulier, le manteau en profondeur semble être plus chaud que dans d’autres régions comme le bassin parisien par exemple. Une nouvelle éruption pourrait donc se produire, mais on ne sait pas quand… C’est pourquoi un réseau de capteurs surveillent l’activité sismique de la région, et pour l’instant, pas d’éruption à l’horizon !


Ré-écoutez l'intégralité de l'émission ici :


En couverture, photo de l'éruption du volcan Tolbachik de la péninsule volcanique Kamachatka, en Russie. © AirPano