Comment les volcans se forment-ils et entrent-ils en eruption ? Le voyage du magma des profondeurs a la surface

Juste sous nos pieds se cache un monde de chaleur et de pression extremes, et de temps a autre ce monde se fraye un chemin vers la surface dans un spectacle qui mele terreur et beaute. Les volcans ne sont pas de simples montagnes crachant du feu ; ce sont des fenetres ouvertes sur l'interieur de notre planete.

Du magma a la lave

L'histoire commence au plus profond de la Terre, ou le manteau atteint des temperatures comprises entre 700 et 1 300 degres Celsius. La roche n'y est pas totalement liquide mais presque plastique, et elle fond partiellement lorsque la pression baisse, que de l'eau s'ajoute ou que la chaleur monte, produisant un fluide epais appele magma. Ce magma est moins dense que la roche environnante, il remonte donc par les fissures et s'accumule dans des reservoirs situes a quelques kilometres, voire des dizaines de kilometres sous la surface.

La difference entre magma et lave est une question de lieu, non de nature. Tant que la roche fondue reste emprisonnee sous terre, on l'appelle magma ; des qu'elle jaillit a l'air libre et perd une partie de ses gaz, elle devient lave. La lave sort a des temperatures allant d'environ 700 a 1 200 degres Celsius selon sa composition.

Pourquoi les volcans entrent-ils en eruption a certains endroits ?

La plupart des volcans du monde ne sont pas disperses au hasard ; ils s'alignent le long des frontieres des plaques tectoniques qui recouvrent la planete. Dans les zones de subduction, ou une plaque oceanique plonge sous une autre, l'eau descend avec la roche et abaisse le point de fusion du manteau, engendrant un magma riche en gaz. C'est ainsi que s'est construite la 'ceinture de feu' du Pacifique, qui abrite environ 75 % des volcans actifs de la Terre. Aux frontieres divergentes, comme la dorsale medio-atlantique, deux plaques s'ecartent et le magma remonte pour combler le vide.

Il existe une exception frappante : les points chauds. Ce sont des panaches thermiques fixes qui remontent des profondeurs du manteau et percent la plaque en mouvement au-dessus d'eux. Les iles Hawaii en sont l'exemple classique ; a mesure que la plaque pacifique glisse au-dessus du point chaud, une chaine d'iles volcaniques s'est formee, les plus anciennes au nord-ouest et les plus recentes au sud-est, ou se trouve aujourd'hui le volcan actif Kilauea.

Le secret des eruptions douces et explosives

Pourquoi le Kilauea coule-t-il paisiblement tandis que le Krakatoa s'est dechire lui-meme en 1883 avec une detonation entendue a des milliers de kilometres ? La reponse tient a deux facteurs lies : la teneur en silice et la viscosite, et la quantite de gaz dissous. Un magma riche en silice comme la rhyolite est epais et lent, il piege donc les gaz en son sein. Un magma pauvre en silice comme le basalte est fluide et laisse les gaz s'echapper facilement.

Imaginez une bouteille de soda gazeux. Tant qu'elle est fermee, le gaz reste dissous sous pression ; mais secouez-la puis ouvrez-la brusquement, et le gaz se dilate d'un coup en projetant le liquide. Le magma visqueux fait exactement la meme chose. Il retient la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone et le soufre jusqu'a ce que la pression atteigne un seuil qui pulverise la roche en cendres et en fragments en quelques secondes. Le magma fluide ressemble plutot a une bouteille d'eau ordinaire ouverte sans mousse, la lave s'ecoule tout simplement.

Les principaux types de volcans

La forme d'un volcan reflete le type de magma qui l'a construit au fil des millenaires. Le tableau ci-dessous resume les trois types les plus courants :

Le volcan bouclier a une large base et des pentes douces, comme un bouclier pose au sol, car sa lave fluide s'ecoule sur de longues distances. Le stratovolcan est un cone abrupt fait de couches alternees de lave et de cendres ; c'est le plus dangereux pour l'homme car il se dresse souvent pres des regions habitees et entre en eruption avec violence. Le cone de scories est le plus petit et le plus ephemere, forme par l'accumulation de fragments autour d'un seul event.

Comment mesure-t-on la puissance d'une eruption ?

Pour comparer les eruptions, les scientifiques ont introduit en 1982 l'indice d'explosivite volcanique (VEI), une echelle logarithmique de 0 a 8 fondee surtout sur le volume de matiere ejectee et la hauteur de la colonne de cendres. Chaque echelon represente environ un facteur dix par rapport au precedent, si bien qu'une eruption de VEI 6 est environ mille fois plus grande qu'une eruption de VEI 3.

La plus grande eruption de l'histoire ecrite fut celle du Tambora, en Indonesie, en 1815, un VEI 7. Ses cendres ont voile le Soleil au point que l'annee suivante fut surnommee 'l'annee sans ete', marquee par des recoltes desastreuses en Europe et en Amerique du Nord. Le VEI 8 appartient aux rares 'supervolcans' comme le Toba, sans equivalent dans l'histoire ecrite. Grace a la surveillance des seismes, de la deformation du sol et des emissions de gaz, les scientifiques peuvent aujourd'hui prevoir de nombreuses eruptions plusieurs jours a l'avance, sauvant des milliers de vies.