Science et technologie s1377

Les volcans

​Un volcan, du terme italien vulcano qui veut dire Vulcain (le dieu romain du feu), est une ouverture de la croûte terrestre par lequel du magma provenant du manteau de la Terre est expulsé.

Le magma est un mélange de roches en fusion et de gaz en dissolution (vapeur d'eau, dioxyde de carbone (CO2) et anhydride sulfureux ­(SO2, SO3).

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L'éruption volcanique

Une éruption volcanique se produit lorsqu'un volcan éclate. Il y a alors expulsion de magma ou de cendres à l'extérieur du volcan.

Une éruption volcanique se produit en quelques étapes.

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  1. Le magma se fraie un chemin dans la lithosphère. Il s'accumule dans la chambre magmatique, qui est un immense réservoir de magma situé entre 10 et 30 km de profondeur dans la lithosphère. Des gaz se mêlent au magma, créant ainsi une augmentation de la pression.
  2. Lorsque la pression à l'intérieur du volcan devient trop forte, le magma est expulsé à l'extérieur du volcan. Une explosion accompagnée d'un tremblement de terre annonce l'arrivée de l'éruption.
  3. La majorité du magma passe par la cheminée principale, alors qu'une partie peut également se frayer un chemin par des cheminées secondaires.
  4. Lorsque le magma atteint l'air, il sort du cratère sous forme de lave.
  5. L'éruption volcanique peut projeter des centaines de tonnes de lave, de cendres, et de gaz dans les airs (le panache volcanique). 
  6. L'éruption volcanique peut également permettre la formation de coulées de lave, soit un écoulement lent de magma le long du volcan. Il est possible que des fragments de lave soient projetés le long du volcan (la bombe volcanique).
  7. Le volcan cesse ses activités et la lave se refroidit pour former, avec les cendres durcies, le cône du volcan.

Lorsque le magma remonte, il subit en même temps un dégazage ce qui provoque une vibration constante et très légère du sol appelé trémor. Lorsque la lave atteint l’air libre, c’est le début de l’éruption et elle se termine lorsqu’il n’y a plus de lave émise. Les éruptions sont classées selon le type de lave et le type de projections volcaniques émises. Il peut survenir d'autres phénomènes accompagnant l'éruption : séismes importants, glissements de terrain, tsunamis, etc. Une éruption volcanique peut durer de quelques heures à plusieurs années et éjecter des volumes de magma de plusieurs centaines de kilomètres cubes.

Les gaz que les volcans émettent sont majoritairement constitués d'eau, de chlorures, de carbonates et de sulfates. Il y a aussi du gaz carbonique et de l'oxyde de carbone, du méthane, de l'ammoniaque et de l'acide chlorhydrique. On appelle fumerolles les faibles émissions de gaz lors des périodes d'accalmie.

La lave peut être de deux types différents.

​LAVE FLUIDE
LAVE VISQUEUSE​
​pH basique
Pauvre en silice
Libère les gaz facilement
Plus chaude (jusqu'à 1200C)
Vitesse d'écoulement: jusqu'à 40km/h
Coulée presque lisse, ressemble à du goudron
​pH acide
Riche en silice
Retient les gaz
Moins chaude (débute à 500C)
Vitesse d'écoulement: quelques mètres à l'heure
Coulée avec des surfaces irrégulières, gonflée de débris

Les projections volcaniques sont classées par leur grandeur. Le tableau suivant énumère les principales projections volcaniques.

​Projections volcaniques
Description de la projection volcanique​
​Pyroclastites​Débris de feu qui se solidifient dans l'air.
​Cendres​Fines particules de roches et de minéraux inférieures à deux millimètres de diamètres.
​Lapilli​Fragments de lave de quelques millimètres de diamètre.
​Scories​Morceaux de lave déchiquetés de 5 à 30cm de diamètre.
BombesGros blocs de forme ovale à l'état visqueux.

Localisation des volcans

Les mouvements de convection du magma à l’intérieur du manteau terrestre sont reliés au déplacement des plaques tectoniques et à la création de volcans. Les volcans peuvent être formés à différents endroits.

  • À la bordure de deux plaques convergentes, la croûte terrestre devient plus fragile, car elle subit différentes contraintes (compression, plissement…). Il est alors plus facile pour le magma de se créer un chemin vers la surface de la Terre. C'est le volcanisme des zones de subduction. On y voit apparaître les volcans les plus dangereux.
  • À la bordure de deux plaques divergentes, il y a aussi des tensions et des fractures de la croûte terrestre qui permettent au magma de s'insinuer dans la lithosphère et de former des volcans. C'est le cas des dorsales océaniques qui se forment lorsque deux plaques océaniques s'éloignent l'une de l'autre; cela crée des chaînes de montagnes sous-marines.
  • Une cinquantaine de volcans apparaissent au centre d’une plaque tectonique. Ces volcans sont situés au-dessus de ce qu’on appelle des points chauds (du magma chaud qui remontent vers la surface de la Terre). À ces endroits, la chaleur est très intense et elle réussit à percer la croûte terrestre.

Un volcan peut apparaître aussi bien sur un continent que dans les océans, mais c’est à la rencontre des plaques tectoniques qu’on voit naître 95% de ceux-ci.

Il y a plus de 1500 volcans actifs à la surface de la Terre, en plus de ceux formés sous l'eau. La grande majorité de ces volcans sont situés le long de la ceinture de feu, un alignement de volcans qui se situe le long de différentes plaques tectoniques.

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Il existe deux grands types d’activité volcanique.

  • Les éruptions effusives sont des éruptions relativement calmes. Elles ne produisent pas d’explosion mais les coulées de lave sont très abondantes. La lave contient beaucoup de basalte (roche volcanique issue d'un magma refroidi rapidement au contact de l'eau ou de l'air) mais elle est pauvre en silice. Puisqu’elle ne contient pas beaucoup de silice, les laves libèrent très facilement leurs gaz volcaniques et elles sont très fluides. On appelle les volcans qui ont des éruptions effusives des volcans rouges (Ex : Volcans d’Hawaii, le Piton de la Fournaise, l’Etna…).

  • Les éruptions explosives sont beaucoup plus spectaculaires. Elles sont très dangereuses, car elles sont imprévisibles. Ces éruptions ne forment pas de coulée de lave. Par contre, elles sont accompagnées de fortes explosions qui produisent une grande quantité de cendres. Ces cendres engendrent des nuées ardentes et des panaches volcaniques. Les laves lors de ces éruptions contiennent beaucoup d’andésite (roche magmatique généralement de couleur grise) et de silice. Ces laves sont donc très visqueuses et elles ne libèrent pas leurs gaz volcaniques facilement. On appelle les volcans qui ont des éruptions explosives des volcans gris (Ex : le Pinatubo, le Krakatoa, le Mayon, le Merapi…).

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