REUTER Guillaume GO 241

REUTER Guillaume GO
241
Complément en Géographie Physique
D O S S I E R
D O S S I E R D O S S I E R
D O S S I E R :
::
:
VOLCANISME
ET FORMES DE RELIEF VOLCANIQUE
.
2000 / 2001

------------Volcanisme et formes de reliefs volcaniques------------
Le terme de volcan évoque habituellement l’image d’une montagne conique au sommet de
laquelle s’ouvre un entonnoir, le cratère, d’où s’échappe un panache de fumée. Ceci constitue en effet
l’aspect moyen d’un volcan actif en période de rémission.
Les volcans sont des appareils qui mettent en relation la surface du globe avec des zones internes
où les matériaux terrestres sont à une température permettant leur fusion. Ces matériaux en fusion
viennent s’épancher à la surface du sol, en y créant des reliefs surajoutés de strucures variées. Ce
phénomène est intermittent, les phases d’émission alternant avec des phases de repos qui peuvent être très
longues. Le volcan est alors dit éteint. Certains le sont , sans toute, définitivement, mais l’exemple du
Vésuve qui se réveilla brusquement en 79 de notre ère, montre qu’il est pratiquement impossible de
l’affirmer.
Il est des volcans d’aspect différents, et les types d’appareils sont liés à la nature des produits
émis, également à la nature des éruptions qui dépendent elles-même dans une certaine mesure des ces
produits.
* * * * *
A. RÉPARTITION DU VOLCANISME
fig. a : Répartition mondiale des volcans actifs

La répartition du volcanisme (fig.a) est
très voisine de celle de la séismicité terrestre;
ceci traduit le fait que la plus grande partie de
l'énergie libérée par la Terre est évacuée au
niveau des frontières des plaques
lithosphériques. Il existe plus de 1 000 volcans
actifs à la surface de la Terre, la très grande
majorité est concentrée :
-soit dans les zones d'extension (ou d'accrétion}
: rifts qui sont le plus souvent immergés et
constituent les dorsales ou rides médio-
océaniques;
-soit dans les zones de subduction où s'affrontent
les plaques océaniques ou continentales.
Il existe toutefois un volcanisme, plus restreint,
intraplaques (océaniques ou continentales) lié à
l'existence de « points chauds » .
1. Zones d'accrétion
Le volcanisme de rifts traduit l'expansion des
fonds océaniques. C'est un volcanisme fissural
relativement calme et quasi permanent,
accompagné d'hydrothermalisme. Les laves sont
dominées par les basaltes tholéiitiques et se
consolident généralement en pillow-lavas. Il leur
est souvent associé des roches ultrabasiques
(péridotites) et des roches sédimentaires
siliceuses, les radiolarites, qui se forment à leur
voisinage. Cette trilogie constitue le cortège
ophiolitique qui, incorporé aux chaînes de
montagnes, signe l'existence des « océans
disparus ».
Ce type de volcanisme est généralement sous-
marin mais certains édifices peuvent émerger. Il
en a été ainsi pour les volcans qui jalonnent ou
ont jalonné la ride médio-atlantique : Islande,
Açores, Sainte-Hélène, et, parmi les plus
anciens, très éloignés aujourd'hui de la dorsale,
Madère, les îles Canaries et celles du Cap Vert .
C'est ainsi qu'un nouveau volcan situé sur la
dorsale, l'île Surtsey, a surgi au sud de l'Islande
en 1963. Les rifts continentaux évolués, creusets
de nouveaux océans (Afar, Rift Valley de
l'Afrique orientale), ont, après une phase alcaline
de pré-ouverture, un volcanisme du même type.
2. Zones de subduction
Les zones d'affrontement de plaques (zones de
subduction) sont le siège d'un volcanisme, de
type calco-alcalin, andésitique, beaucoup plus
brutal et associé à une forte séismicité. C'est, en
particulier, le volcanisme de la « ceinture de feu
» du Pacifique. En fait, trois possibilités peuvent
se présenter :
-affrontement de deux plaques océaniques. Par
exemple, la subduction de la plaque Atlantique-
ouest sous la plaque Caraibe détermine le
volcanisme de l'arc des Petites Antilles
(montagne Pelée à la Martinique, Soufrière à la
Guadeloupe...). Ce volcanisme d'arc se retrouve
autour du Pacifique nord (Aléoutiennes) et ouest
(Tonga, Mariannes, Indonésie) ;
-affrontement d'une plaque océanique et d'une
plaque continentale. C'est le cas de la
subduction de la plaque Pacifique-est sous la
plaque sud-américaine, génératrice du
volcanisme andin ;
-suture de deux plaques continentales. D'après
certains auteurs, le volcanisme de subduction
pourrait se faire sentir longtemps encore après la
cicatrisation de l'affrontement. Les meilleurs
exemples en sont apportés par la subduction de
la plaque Afrique sous l'Europe (volcanisme
méditerranéen) et celle de la plaque indienne
sous l'Asie (volcanisme himalayen).
La nature des plaques qui s'affrontent intervient
dans la composition des produits volcaniques
émis.
Le volcanisme des Rocheuses, en particulier
celui du parc de Yellowstone (Wyoming) serait
aussi la relique d'une subduction, mais pour
d'autres serait celui d'un « point chaud » : c'est à
deux types de volcanisme (subduction et «
points chauds ») qu'appartiennent la plupart des
grands édifices qui comptent d'ailleurs parmi les
montagnes les plus élevées du globe:
Aconcagua, point culminant des Amériques
(7010m), Kilimandjaro, point culminant
d'Afrique (6010m), Mont Mac Kinley en Alaska
(6200 rn), point culminant de l'Amérique du
Nord, Ararat (5 156 rn), Popocatepetl (5 452 rn).
La montagne la plus haute du globe est en fait le
Mauna Kea, volcan des Hawaï, haut de 4 200
met dont la base repose par plus de 5000 rn de
fond, soit au total près de 10000 rn. La
montagne la plus élevée du système solaire
connue est le volcan du mont Olympe, sur Mars,
haut de 25 km, dont la base (600 km de
diamètre). couvrirait plus de la moitié du
territoire de la France.

3. Points chauds
Les « points chauds », « plumes » ou « panaches
» sont des régions apparemment fixes où se
manifeste un volcanisme dont l'origine est
encore mal connue (régions stagnantes situées
au creur des cellules convectrices du manteau où
le flux de chaleur est particulièrement intense.
Sur 120 points chauds recensés, un peu plus de
la moitié sont situés sous les continents, en
particulier sous l'Afrique. L'Etna, le Piton de la
Fournaise (île de La Réunion), les îles Hawaii et
peut-être les volcans du Massif Central
appartiennent à ce type où la composition des
laves est variable depuis le pôle tholéitique
jusqu'au pôle alcalin et où les manifestations
sont effusives (Hawaï) à explosives (Yel-
lowstone).
Lorsqu'un point chaud se trouve sous une
dorsale, par exemple Tristan da Cunha sur la
ride nord-atlantique, il égrène un chapelet de
volcans au fur et à mesure que se dévide le «
tapis roulant » de la plaque océanique: ride de
Walvis côté Afrique et ride de Rio Grande côté
Amérique. Lorsqu'une plaque océanique passe
au droit d'un point chaud, elle s'imprègne d'une
surcharge volcanique qui peut donner naissance
à une longue cicatrice (chaîne de l'Empereur qui
court sur près de 3 000 km au N .-O. de la
grande Hawaï), ou créer une épaisse et lourde
chape que la plaque traîne ensuite sur son dos
(trapps du Dekkan pris en charge par la plaque
indienne au Crétacé lorsqu’elle passa au-dessus
d’un « panache » de l’océan Indien, et qu’elle a
conservé tout au long de sa migration
ultérieure).
B. LES GRANDS TYPES D’ACTIVITE
VOLCANIQUE.
Au début du xxe siècle, le minéralogiste
Alfred Lacroix a distingué quatre types d'activité
volcanique, ce qui ne signifie pas quatre types de
volcans parce qu'un même type d'activité peut
donner des combinaisons diverses et que des
volcans simples s'opposent, comme nous le
verrons, à des volcans complexes.
En principe, du premier au quatrième type, la
température et la fluidité de la lave diminuent, la
nature des roches émises devient plus acide, les
explosions se font plus violentes, la proportion
des matériaux solides rejetés l'emporte de plus
en plus sur la proportion des matériaux liquides.
Type 1. Type hawaïen: Le type hawaïen est
caractérisé par des épanchements de laves très
fluides, toutes les autres manifestations
(explosions, projections, formation d'un cône de
scories) restant fort rares. L'éruption est
continue, en ce sens que le cratère est un lac
dont la lave bouillonne des années entières et
s'en épanche de temps à autre par débordement
ou par une fissure (fig.b). Leur base peut
atteindre 100 km de diamètre.
Les types les plus parfaits et les mieux étudiés
sont représentés par les volcans des îles Hawaï,
comme le Mauna-Loa, qui dépasse 4100 m, ou
le Kilauea ( 1235 m) leurs cratères se sont
cependant vidés. Le Nyamlagira et le Nira-
Gongo, au Kivu (Afrique Centrale), l'Erta Alé,
dans la corne de l'Afrique, la Fournaise, à la
Réunion, appartiennent au même type.
fig. b : volcan « bouclier» de type hawaïen
Il a existé dans le passé des volcans
encore plus fluides que le volcan hawaïen et que
l’on pourrait nommer « ultra-hawaïens ». Des
volcans de la fin du Secondaire ou du Tertiaire
ont épanché, plus par des fissures que par des
cheminées centrales, en tout cas sans créer de
hauts reliefs, des écoulements très abondants et
très fluides de basaltes, se recouvrant les uns les
autres et ensevelissant des régions entières sous
de véritables innondations de laves. On a parlé
dans leur cas de Flood basalts, « basaltes
d’innondation ».
*
Type2. Type strombolien : Le mode d'activité
strombolien (du nom du volcan Stromboli, une
des îles Lipari, situé au Nord de la Sicile) est
également continu; le cratère contient de la lave
fluide, mais, de temps à autre, le volcan projette
une colonne de gaz et de pierres (fig.c).
Habituellement, ces explosions ne présentent
aucun danger, les matériaux retombant dans le

cratère même, mais sont très fréquentes
(plusieurs par heure) ; elles sont particulièrement
spectaculaires la nuit. En dehors du cratère, les
matériaux vont glisser sur une pente d'éboulis,
comme la Sciara del fuoco du Stromboli. Aux
périodes de paroxysme, la lave peut s'épancher
par effusion. Par extension, on appelle éruption
strombolienne celle qui émet, en volume à peu
près égal, des scories et des laves, même si
l'activité (ce qui est le cas général) n'est pas
continue. Les matériaux rejetés par une éruption
strombolienne sont donc des laves ou des
scories.
fig. c : structure d’un stratovolcan de type strombolien
*
Types 3 et 4. Types vulcanien et péléen : Mieux
vaut abandonner le nom de vulcanien et parler,
pour l'ensemble du 3e et du 4e type, de volcans
«explosifs». Il faut, d'autre part, introduire dans
la classification des modes d'activité qui étaient
restés inconnus ou jugés accessoires par Lacroix.
Type3.Types explosif :
Le type vulcanien tire son nom du volcan
Vulcano, situé dans la plus méridionale des îles
Lipari. La lave, nettement moins fluide que dans
les types précédents, se solidifie très rapidement;
aussi la cheminée se bouche-t-elle entre chaque
éruption et l'activité se réduit-elle alors à
quelques émissions latérales de vapeurs
soufrées. Le paroxysme éruptif est au contraire
très violent: la lave est alors pulvérisée en
cendres ou projetée sous la forme de ponces
(laves très bulleuses), avec peu de matériaux
grossiers. Ces émissions peuvent s'effectuer de
deux façons: ou par projection d'un panache en
parasol d'où retombent les matériaux fins, ou par
écoulements en aérosols à ras de terre (fig.d).
Ces écoulements se figent en amoncellements de
cendres et de ponces plus ou moins soudés
appelés ignimbrites.
Les coulées vulcaniennes de lave sont rares et
peu étendues: elles se solidifient très vite, même
sur des pentes rapides; elles sont formées de
laves peu fluides, telles que les rhyolites.
fig. d: éruption de type vulcanienne
*
Au type moyen représenté par le type
vulcanien, B.Gèze rattache les pôles gazeux
(volcan Krakatoa ou Vésuve = type plinienne),
solide ( montagne Pelée = type péléen) et liquide
( Katmaï = type katmaïen).
*
Le type péléen tire son nom de la montagne
Pelée, à la Martinique, rendue tristement célèbre
par son éruption de 1902. La lave, même si elle
a été émise à forte température, est très
visqueuse (rhyolite, domite, dacite). Les
éruptions sont séparées par de longs intervalles.
Elles commencent par une phase préliminaire
caractérisée par des émissions de fumées et de
cendres ; puis une gigantesque explosion se
produit, émettant un panache comme dans une
éruption vulcanienne et en même temps, des
nuées ardentes sont émises par le sommet
éruptif ou par des fissures latérales (fig.e). Elle
détruit tout sur son passage, renversant les murs
et, de plus, brûlant les arbres. C'est la nuée
ardente qui en 1902 a détruit Saint-Pierre, à la
Martinique (fig.k).
Ensuite se produit une intumescence. ou
extrusion de lave pâteuse, qui peut soit donner