Les volcans

Les volcans sont des structures géologiques qui se forment par la mise en place de couches successives des différents produits émis durant les éruptions, tel que les cendres, les roches et les laves. Structurellement, tous les volcans comportent une chambre magmatique dans laquelle s’accumule le magma avant l’éruption.

Ce dernier va progressivement plus ou moins rapidement le long de la cheminée et sortir par le cratère. Le magma est de la matière minérale en fusion véhiculant des éléments solides et des gaz. L’éruption volcanique qui s’en suit peut alors prendre différentes formes selon la topologie et les matériaux géologiques rencontrés.

Il faut atteindre des températures supérieures à 700°C pour que la roche prenne cet aspect pâteux. C’est dans les profondeurs de la Terre que le magma, véritable réserve de roche en fusion, peut rejoindre la surface sous l’effet de la poussée d’Archimède et grâce à des fissures.

Il existe environ 1200 volcans actifs dans le monde, concernant le phénomène d’éruption volcanique nous distinguons:

  • Les VOLCANS EFFUSIFS qui se manifestent par des coulées de lave qui se déposent les unes sur les autres modifiant ainsi le paysage, ou en édifiant des îles volcaniques. Le magma qui se forme es toujours plus léger que les roches qui l’entourent et va remonter à la surface. Ce mouvement est assurée par les gaz émis. Lorsque le magma est fluide, les gaz, en remontant, entrainent le magma vers la surface et ce dernier va alors se déverser assez calmement.
  • Les VOLCANS EXPLOSIFS qui projettent à plus de 100 de Km/h des nuées ardentes constituées de cendres, de gaz et de solides à plus de 500°C. Ces éruptions se produisent lorsque le magma est visqueux. Les magmas terrestres sont plus légers que les roches de l’écorce terrestre et sont propulsés vers le haut par la poussée d’Archimède. La baisse de pression qui résulte de l’ascension conduit inexorablement à l’apparition d’une phase gazeuse. La fraction massique de gaz augmente progressivement tout au long de la montée et, ajoutée à la dilatation, conduit à des fractions volumiques de gaz très élevées à la sortie.
    Les deux principaux régimes explosifs d’éruption volcanique sont la colonne Plinienne et l’écoulement pyroclastique.
  • Plus généralement, on distingue au final les éruptions HAWAIENNES / PELEENNES / PLINIENNES / STROMBOLIENNES et VULCANIENNES

Concernant la répartition des lieux géographiques d’origine volcanique, on observe qu’une très grande majorité d’entre eux se situent aux limites des plaques lithosphériques. Ces plaques sont en mouvement, coulissent les unes sous les autres (volcanisme de subduction) ou s’éloignent les unes des autres (volcanisme de divergence), le tout à une très faible vitesse (de l’ordre de quelques centimètres par an).

Dans les zones de convergence, la plongée de la plaque océanique permet une fusion partielle de la lithosphère océanique. Ce magma très riche en eau donne souvent naissance à des volcans de type explosifs. Ces volcans sont répartis en arc, avec notamment la ceinture de feu dans l’océan Pacifique.

Cependant, certains volcans ne se retrouvent pas en bordure de plaque, on parle alors de POINT CHAUD. Dans ce cas là, il y a une fusion partielle du manteau sous la plaque océanique. Le magma perce alors la plaque et remonte à la surface. Les points chauds sont stationnaires et nous montre ainsi la mobilité des plaques lithosphériques en donnant naissance à des arcs de volcans qui se sont constitués à partir du même point chaud.

La structure interne de la planète Terre…

Une discontinuité est une surface qui est responsable d’une variation brutale de la vitesse de propagation des ondes sismiques. La vitesse de propagation des ondes sismiques ou célérité à une profondeur donnée dépend de la nature de la roche et des conditions physiques (pression et température) qui règnent à ces niveaux. Les vitesses de propagation des ondes sismiques permettent non seulement de définir des discontinuités majeures mais également les propriétés des différentes enveloppes terrestres.

La brusque rupture d’une faille ou d’un segment de faille provoque des vibrations qui se propagent de proche en proche à travers les roches : ce sont les ondes sismiques. Lorsqu’elles arrivent en surface, ces ondes font subir au sol un mouvement d’oscillation qui, selon son amplitude et sa fréquence, pourra occasionner des dommages aux constructions.

Les ondes sismiques sont des vibrations de type élastique, qui peuvent être réparties en deux grandes familles : les ondes P, ou primaires, et les ondes S, ou secondaires. On les appelle ondes de volume, car elles se propagent dans tout le volume de la Terre. Sur le passage des ondes P, les roches sont alternativement comprimées et détendues comme un ressort. Ces ondes se propagent à travers tous les types de milieux, y compris les liquides et les gaz. Les ondes sonores, en particulier, sont des ondes de type P. Les ondes S, elles, sont des ondes cisaillantes : les matériaux traversés sont distordus puis retrouvent leur forme initiale. Ces ondes ne peuvent donc se propager que dans les milieux qui offrent une résistance à la distorsion, c’est-à-dire les solides.

  • La discontinuité de Mohorovicic (MOHO) a été découverte en 1909 par Andrija Mohorovičić (1857-1936), un géophysicien sismologue croate, lorsqu’il a observé une augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques (en particulier des ondes P) sur cette frontière. Elle est la frontière entre la croûte terrestre et le manteau. Le Moho marque la limite inférieure entre les granites des continents et les gabbros (roches grenues c’est à dire provenant d’un refroidissement lent d’un magma) océaniques d’une part, et le manteau de nature péridotique (roche constituée principalement de cristaux d’olivine et de pyroxènes) d’autre part.
  • La discontinuité de Gutenberg (géologue et sismologue germano-américain) ou limite noyau-manteau est une discontinuité dans la vitesse sismique qui délimite le noyau et le manteau. Elle se situe à environ 2 900 km de profondeur. Au niveau de cette discontinuité, le rapport pression/température permet la fusion des roches du manteau, grâce notamment à la cristallisation du noyau de fer liquide.
  • La discontinuité de Lehmann marque la séparation entre le noyau terrestre externe, qui est liquide, et le noyau interne (ou graine), qui est solide. Nommée ainsi en l’honneur d’Inge Lehmann, une sismologue danoise qui a mis en évidence l’existence de la graine à l’intérieur du noyau liquide en 1936.
  • La lithosphère est l’enveloppe rigide de la surface de la Terre. Elle comprend la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur. Elle est divisée en un certain nombre de plaques tectoniques, également appelées plaques lithosphériques
  • L’asthénosphère est la partie ductile (capacité d’un matériau à se déformer plastiquement sans se rompre) du manteau supérieur terrestre. Elle s’étend de la lithosphère jusqu’au manteau inférieur sur 700 kilomètres.
  • La mésosphère ou manteau est la plus épaisse couche de la Terre.
  • Le noyau externe est la partie liquide du noyau de la Terre, couche intermédiaire située au-dessus de la graine solide (noyau interne) et au-dessous du manteau terrestre. Comme la graine, le noyau est un alliage métallique, principalement constitué de fer et de nickel
  • Le noyau interne est la partie solide située au centre de la Terre. C’est une boule de 1 220 kilomètres de rayon située au centre du noyau externe (liquide). Elle est composée d’un alliage de fer et de nickel, ainsi que d’éléments plus légers

Sources: Futura Sciences / Le Petit Quotidien / Wikipedia / ENS Lyon / EDU.OBS-MIP