LE VOLCAN

QU'EST-CE QU'UN VOLCAN ?

Un volcan est un édifice formé par l'accumulation de lave consécutif à une ou plusieurs éruptions dont l'origine provient d'une chambre magmatique.
Cette dernière s'est formée à la suite de la percolation du magma dans le manteau. Une percolation qui se réalise soit par subduction de la croûte océanique sous son homologue continentale, soit par accrétion de ces gouttes de magma aux limites de plaques divergentes et donc grâce à l'ascendance des courants de convection, soit encore par un point chaud.
Ce liquide basique a en effet une densité inférieure à celle du manteau, mais il finit par se concentrer à un même endroit dans la lithosphère, laquelle a, alors, une densité similaire. Une chambre magmatique vient de se créer.

LA NAISSANCE D'UN VOLCAN

Le magma, issu de la fusion du manteau terrestre et de la croûte, remonte car il est plus léger que les roches environnantes. Il s'accumule dans la chambre magmatique, il est stoppé dans sa progression vers la surface par des roches le surplombant. La chambre magmatique se trouve entre 10 et 30 kilomètres de profondeur en moyenne. Le magma peut rester des siècles dans ces réservoirs de plusieurs dizaines de km3.
La roche en fusion atteint la surface si elle trouve des failles ou des cheminées volcaniques. Si la progression du magma est stoppée, la pression exercée par les gaz accumulés (dissous dans le magma) permet de créer un passage à travers les roches afin de jaillir à la surface.
Après plusieurs éruptions, l'accumulation de lave crée un cône volcanique.
Un volcan peut avoir une ou plusieurs cheminées secondaires.

POUR QUELLES RAISONS UNE ERUPTION SE DECLENCHE T-ELLE?

Elle est, en général, provoquée par la mise sous pression de la chambre magmatique. Elle se gonfle progressivement jusqu'à ce que le seuil de rupture de ses parois soit atteint: c'est le début de l'ascension du magma vers la surface. La mise sous pression de la chambre peut se produire simplement par l'arrivée de nouveau magma en provenance de la source profonde, elle même activée par des mouvements plus profonds. Mais, cette augmentation de la pression peut aussi être due à l'évolution du magma lui-même. Quand le magma se refroidit et cristallise, les éléments volatils qu'il contient s'en échappent, mais ne trouvent pas de minéraux "hôtes". Leur concentration augmente donc progressivement dans le liquide résiduel (magma non cristallisé). Lorsque le seuil de solubilité des gaz dans le magma est dépassé, le volume du mélange liquide et gaz augmente. Ce faisant, les parois de la chambre se déforment, changeant la pression interne.

Puisque l'évolution du système est déterminé par le refroidissement, dont les lois sont connues, il est possible de proposer un modèle théorique pour ce mécanisme. La chaleur se perd par convection à un taux qui dépend de la viscosité du magma. La prédiction la plus simple est donc qu'un réservoir de magma fluide évolue plus rapidement qu'un réservoir de magma visqueux. Le clacul prédit qu'il faudra quelques années dans le premier, mais quelques siècles dans le second! Durant ces périodes, on dit que le volcan est éteint, mais on ne peut jamais affirmer que cet état soit définitif.

L'augmentation de pression dans la chambre magmatique, liée à l'arrivée de nouveau magma ou au dégazage de celui déjà présent, est susceptible de provoquer une éruption volcanique. Celle-ci a un caractère calme si la lave (magma) s'écoule librement de la bouche d'émission (cratère), ou violent si elle s'accompagne d'explosions rejetant dans l'atmosphère gaz et matériaux divers. Les gaz accumulés dans la chambre magmatique jouent un rôle important dans ces explosions. Ces gaz, accumulés sous des pressions énormes, sont prisonniers du magma. Lors de la remontée de la lave dans la cheminée (voir dessin), les gaz s'échappent brusquement dans l'air, projetant lave et matériaux solides.