VOLCANISME ET VOLCANOLOGIE

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L'activité volcanique et ses produits

Les produits du volcanisme dépendent autant du type du volcan qui les a émis que de celui de l'éruption, types que l'on rapporte en général aux catégories énumérées ci-dessus. Ils sont essentiellement gazeux et solides : la phase liquide du magma n'est que transitoire, la solidification des laves se faisant très vite après l'émission (de quelques secondes pour les fragments à quelques jours ou semaines pour les coulées épaisses).

Lave en fusion

Photographie : Lave en fusion

Des scientifiques prélèvent des échantillons de lave en fusion, dans une bouche volcanique, à Hawaii, États-Unis. 

Crédits : G. Brad Lewis/ Getty Images

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On pourrait objecter que l'eau juvénile émise sous forme de vapeur se condense, elle, en une phase liquide. Il est vrai que la quasi-totalité des analyses de gaz volcaniques donnent de 80 à 99,9 p. 100 d'eau, constituant essentiel, par conséquent, de l'exhalaison gazeuse. Mais il semble que cette vapeur soit, le plus souvent, d'origine externe (météorique) et ne provienne en grande partie que de nappes d'eau souterraines. Dans les gaz éruptifs des volcans à laves basiques, en effet, dont l'origine se trouve au moins à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur, la vapeur d'eau cède parfois la première place à l'anhydride carbonique ; cette tendance est particulièrement marquée pour les volcans de rifts intracontinentaux et peut-être aussi de rifts océaniques « normaux » (c'est-à-dire non exondés comme le sont par exemple ceux d'Islande ou d'Afar). Dans le cas de l'activité effusive sous-marine, au niveau des dorsales océaniques, on ne dispose pas d'échantillons de gaz éruptifs autres que les inclusions fluides piégées dans les laves vitrifiées par le contact brutal avec l'eau de mer : ces vésicules sont toujours très riches en gaz carbonique. Par ailleurs, si l'on ne possède pas encore de données sur la composition des gaz éruptifs des volcans à laves acides, des fumerolles y ont été prélevées à des températures suffisamment élevées (jusqu'à 900 0C) pour fournir des résultats tout aussi significatifs : la vapeur d'eau constitue, dans tous les cas, l'essentiel de la phase gazeuse. Il est néanmoins possible, probable même, si les magmas correspondants proviennent, comme on le suppose, de la remise en fusion d'une plaque tectonique engloutie par subduction, qu'ils doivent à cette dernière leur relative richesse en eau. Mais cette eau, toute magmatique qu'elle est en l'occurrence, serait alors une eau recyclée et non pas juvénile. Cette dernière, à supposer qu'elle existe, n'a pu encore être mise en évidence dans les produits du volcanisme.

Gaz et fumerolles de l'Etna

Dessin : Gaz et fumerolles de l'Etna

Analyses chimiques des gaz et fumerolles de l'Etna en mai-juin 1971 (prélèvements et analyses : T. Huntingdon). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Les gaz et le processus éruptif

La présence de l'eau et, dans une moindre mesure, du gaz carbonique dans les magmas basaltiques primaires est invoquée pour justifier certaines hypothèses pétrologiques, et ces théories devraient être reconsidérées s'il était prouvé que l'eau n'est pas le constituant volatil prédominant de la phase gazeuse éruptive. Confirmant les résultats obtenus au Kilauea (Hawaii) dans le premier quart du xxe siècle, les analyses effectuées depuis sur des gaz prélevés à des températures comprises entre 950 0C et 1 200 0C montrent en effet que le dioxyde de carbone dispute parfois cette prédominance à la vapeur d'eau. L'hydrogène, le monoxyde de carbone et l'hydrogène sulfuré sont généralement présents jusqu'à des teneurs qui atteignent parfois le cinquième du total. La vapeur d'eau, l'anhydride carbonique et l'anhydride sulfureux sont en équilibre chimique d'oxydoréduction avec ces gaz réducteurs. En outre, il arrive que l'on trouve des quantités appréciables d'acides chlorhydrique et fluorhydrique. Au moment du refroidissement brutal qui se produit lorsque l'exhalaison gazeuse atteint la surface (que ce soit dans l'atmosphère ou dans l'hydrosphère), divers sels (sulfates, chlorures, sulfures), des oxydes et du soufre natif précipitent ; ils sont, pour la plupart, entraînés ensuite par dissolution ou par érosion mais parfois ils demeurent en place. Il semble que nombre de gisements métallifères aient été engendrés de cette façon, par une activité volcanique subaquatique.

Gaz et fumerolles de l'Etna

Dessin : Gaz et fumerolles de l'Etna

Analyses chimiques des gaz et fumerolles de l'Etna en mai-juin 1971 (prélèvements et analyses : T. Huntingdon). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Données volcaniques

Dessin : Données volcaniques

Diagramme triangulaire indiquant les proportions relatives de vapeur d'eau, de carbone et de soufre présents dans les gaz basaltiques de différents volcans du globe. Le nom du volcan est suivi de la date de prélèvement des échantillons correspondants. Certaines affinités apparaissent sans... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Sans gaz, il n'y aurait probablement pas d'éruptions, et en tout cas pas d'explosions volcaniques. Les magmas ont en effet une densité supérieure à celle des roches de l'écorce terrestre. Pour atteindre la surface des continents, il faut dès lors que quelque processus les allège ou les pousse vers le haut. Ce processus est, en majeure partie sans doute, le fait de la phase gazeuse, soit que les bulles qui se [...]

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Destruction de Pompéi par le Vésuve

Destruction de Pompéi par le Vésuve
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Déchirure volcanique du Laki (Islande)

Déchirure volcanique du Laki (Islande)
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Soufrière Hills de Montserrat

Soufrière Hills de Montserrat
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Géothermie en Islande

Géothermie en Islande
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Écrit par :

  • : professeur des Universités, professeur émérite à l'université de Paris-I-Panthéon-Sorbonne
  • : professeur à l'université de Clermont-II, directeur du centre de recherches volcanologiques, Clermont-Ferrand
  • : commissaire à l'étude et à la prévention des risques naturels majeurs
  • : directeur de la prospective au Bureau de recherches géologiques et minières

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Pour citer l’article

Roger COQUE, Jean-François LÉNAT, Haroun TAZIEFF, Jacques VARET, « VOLCANISME ET VOLCANOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/volcanisme-et-volcanologie/