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Science

Comment fonctionnent les volcans et les éruptions volcaniques?

Responsables de bien des catastrophes, les volcans restent inconnus du grand public. Alors comment fonctionnent-ils et pourquoi des éruptions se produisent? 

Tout d'abord, qu'est-ce qu'un volcan? Il s'agit en fait d'un lieu où le magma qui compose la croute terrestre parvient à la surface de la Terre, les volcans servent donc à réguler la chaleur qui se forme au coeur de la planète. Un volcan se forme au gré des mouvements des différentes plaques terrestres. Le magma tente perpétuellement de s'échapper du manteau terrestre pour remonter à la surface. Dans cette entreprise, le magma fait bouger les plaques tectoniques.

Ainsi, quand une plaque océanique vient chevaucher une plaque continentale, un volcan finit par se former à la surface, permettant au magma de remonter. Même chose à l'endroit où les plaques s'éloignent les unes des autres: des volcans se forment. C'est ce qu'il s'est passé en Islande, par exemple. L'île est, en effet, à cheval entre la plaque eurasienne et la nord-américaine. Ces deux plaques s'éloignent de quelques centimètres par an, ce qui accélère l'activité volcanique de la zone. 

Il existe aussi des volcans "de point chaud", qui se forment en plein milieu des plaques tectoniques. Parfois, les volcans ne suffisent pas à réguler la température du noyau terrestre. Alors, il arrive que des morceaux de roche très chaude remontent depuis la base du manteau, puis se liquéfient en magma en venant buter contre la croûte terrestre. Avec les plaques terrestres qui bougent, des fissures se forment et le magma en profite pour s'infiltrer, créant ainsi des volcans. 

La création du magma et sa remontée vers la surface

Un volcan est composé de trois éléments essentiels: le magma, la chambre magmatique et des composants volatiles. Comme on vient de le dire, le magma se forme dans la croûte terrestre, plus précisément dans le manteau terrestre, à parfois plus de cent kilomètres de profondeur. Comment se forme-t-il? Grâce, encore une fois, aux mouvements des plaques tectoniques. Quand une plaque océanique passe sous une plaque continentale en créant un volcan, la plaque va se retrouver à des kilomètres de profondeur sous nos pieds. 

Là, la plaque océanique va se transformer et laisser échapper de l'eau qui va avoir pour effet de faire fondre les roches du manteau qui se transforment en magma. Comme celui-ci est moins dense que les roches environnantes, il va remonter progressivement et s'infiltrer dans les failles créées suite à la rencontre de deux plaques tectoniques. Le magma va alors s'accumuler dans une sorte de vase que l'on appelle la chambre magmatique. Puis, il remontera jusqu'à la surface, créant ainsi le volcan. 

Chambre magmatique et éruption 

Dans beaucoup de volcans, la chambre peut contenir jusqu'à 100 kilomètres cubes de magma. Petit à petit, le magma présent dans la chambre magmatique va augmenter jusqu'à ce qu'une éruption se produise. Comment cela arrive-t-il? En fait, quand le magma stagne dans la chambre magmatique, les différents éléments qui composent le magma se séparent. C'est également le cas des gaz qui vont remonter jusqu'à la surface sous forme de bulles, un peu comme quand on met un cachet d'aspirine dans une carafe d'eau. 

Mais, en ce faisant, les bulles de gaz poussent le magma à l'extérieur du volcan. Arrivées à la surface, les bulles éclatent. Si le magma n'est pas trop visqueux et assez liquide, la lave va jaillir du cratère et s'écouler sur les pentes du volcan, c'est ce qu'on appelle le dynamisme effusif et qui caractérise les volcans "rouges".

Mais si, au contraire, le magma est particulièrement visqueux, les bulles de gaz ont du mal à s'échapper et à éclater. Résultat: la pression monte au sein des bulles et quand elles parviennent enfin à la surface, elles explosent violemment, projetant ainsi le magma à des dizaines de kilomètres du cratère. C'est ce que l'on appelle le dynamisme explosif et qui caractérise les volcans "gris". 

Activité volcanique

Chaque volcan est plus ou moins actif. Le Stromboli par exemple, qui se situe en Sicile, suit un rythme régulier d'une éruption toutes les 15 minutes. Ce rythme varie donc selon les volcans. Comment ce rythme est-il dicté? Tout dépend de la concentration en gaz et de la viscosité du magma. Dans le cas du Stromboli, le gaz se forme en toutes petites bulles, qui ne sont pas assez grosses pour remonter la cheminée. Alors, elles restent coincées sous la voûte de la chambre magmatique jusqu'à ce que d'autres bulles de gaz arrivent et se greffent aux bulles déjà là, créant des plus grosses qui pourront ensuite remonter et éclater à la surface, produisant finalement l'éruption volcanique. 

Lors de l'éruption, de véritables bombes sont projetées par les volcans. Il s'agit en fait de lambeaux de lave très visqueuse qui se refroidissent au contact de l'air. Une croûte solide se forme alors en surface avec la lave toujours visqueuse à l'intérieur. Le gaz présent dans la lave va alors faire gonfler la roche, et on se retrouve finalement avec des sortes d'énormes pierres de plusieurs tonnes aux abords des volcans. Certains volcans peuvent dégager des tonnes et des tonnes de nuages de cendres qui peuvent s'étendre sur plusieurs dizaines de kilomètres dans le ciel. C'est par exemple ce qui s'est produit en Islande, lorsque le fameux Eyjafjöll est entré en éruption et a bloqué tout le trafic aérien pendant plusieurs jours. 

D'autres volcans, souvent endormis pendant longtemps, ont un phénomène assez similaire et tout aussi dangereux. Il arrive parfois qu'un bouchon de magma visqueux se forme au sommet du volcan, et lorsqu'il est trop gros, il s'effondre sur lui-même libérant tous les gaz emprisonnés. Des fragments de roche et des gaz très chauds dévalent alors les pentes du volcan. C'est ce qu'on appelle une nuée ardente. C'est le phénomène le plus dangereux concernant les volcans puisque la nuée se déplace à plus de 100km/h, il est donc très souvent impossible de l'éviter. 

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