LaSmithsonian Institution recense 1 432 volcansactifs dans le monde[1], dont une soixantaine en éruption chaque année[2]. Mais cela ne tient pas compte de la plupart des volcans sous-marins qui ne sont pas accessibles à l'observation, qui sont plus nombreux. Un grand nombre a été mis en évidence ailleurs dans lesystème solaire.
Entre 500 et 600 millions de personnes vivent sous la menace d'une éruption. Environ 10 % des humains sont menacés par les activités volcaniques[3]. Pour prévenir cerisque naturel, il faut comprendre la formation des volcans et le mécanisme des éruptions. C'est le sujet de lavolcanologie, également appelée « vulcanologie ».
Le magma provient de lafusion partielle dumanteau et exceptionnellement de la croûte terrestre. L'éruption peut se manifester, de manière plus ou moins combinée, par des émissions de lave, par des émanations ou des explosions de gaz, par des projections detéphras, par des phénomènes hydromagmatiques, etc. Les laves refroidies et les retombées de téphras constituent des roches éruptives qui peuvent s'accumuler et atteindre des milliers de mètres d'épaisseur, formant ainsi desmontagnes ou desîles. Selon la nature des matériaux, le type d'éruption, la fréquence d'éruption et l'orogenèse, les volcans prennent des formes variées, la plus typique étant celle d'une montagne conique couronnée par uncratère ou unecaldeira. La définition de ce qu'est un volcan a évolué au cours des derniers siècles en fonction de la connaissance que les géologues en avaient et de la représentation qu'ils pouvaient en donner[4].
Les volcans sont souvent des édifices complexes qui ont été construits par une succession d'éruptions et qui, dans la même période, ont été partiellement démolis par des phénomènes d'explosion, d'érosion ou d'effondrement. Il est ainsi fréquent d'observer diverses structures superposées ou emboîtées.
Au cours de l'histoire d'un volcan, les types d'éruptions peuvent varier, entre deux types opposés :
Les bases de données scientifiques classifient le plus souvent les volcans par leur morphologie et/ou leur structure. La classification par type d'éruption reste difficile même si elle peut apparaître chez quelques auteurs français.
Un volcan est formé de différentes structures que l'on retrouve en général chez chacun d'eux :
unechambre magmatique alimentée par dumagma venant dumanteau et jouant le rôle de réservoir et de lieu de différenciation du magma. Lorsque celle-ci se vide à la suite d'uneéruption, le volcan peut s'affaisser et donner naissance à unecaldeira. Les chambres magmatiques se trouvent entre dix et cinquante kilomètres de profondeur dans lalithosphère[7][source insuffisante] ;
unecheminée volcanique qui est le lieu de transit privilégié du magma de la chambre magmatique vers la surface ;
uncratère ou une caldeira sommitale où débouche la cheminée volcanique ;
une ou plusieurs cheminées volcaniques secondaires partant de la chambre magmatique ou de la cheminée volcanique principale et débouchant en général sur les flancs du volcan, parfois à sa base ; elles peuvent donner naissance à de petitscônes volcaniques secondaires ;
desfissures latérales qui sont des fractures longitudinales dans le flanc du volcanprovoquées par son gonflement ou son dégonflement[réf. nécessaire] ; elles peuvent permettre l'émission delave sous la forme d'uneéruption fissurale.
Matériaux émis
Tous les volcans en activité émettent des gaz, mais pas toujours des matériaux solides (laves, tephra). C'est le cas duDallol qui n'émet que des gaz chauds.
Ces émissions proviennent d'unmagma qui contient ces gaz dissous. Le dégazage des magmas qui progresse sous la surface du sol est un phénomène déterminant dans le déclenchement d'uneéruption et dans le type éruptif. Le dégazage fait monter le magma le long de la cheminée volcanique, ce qui peut donner le caractère explosif et violent d'une éruption en présence d'un magma visqueux.
Selon que lemagma provient de lafusion dumanteau ou d'une partie de lalithosphère, il n'aura ni la même composition minérale, ni la même teneur en eau ou engaz volcaniques, ni la même température. De plus, selon le type de terrain qu'il traverse pour remonter à la surface et la durée de son séjour dans lachambre magmatique, il va soit se charger, soit se décharger en minéraux, en eau et/ou en gaz et va plus ou moins se refroidir. Pour toutes ces raisons, lestephras et leslaves ne sont jamais exactement les mêmes d'un volcan à un autre, ni même parfois d'uneéruption à une autre sur le même volcan, ni au cours d'une éruption, qui voit généralement la lave la plus transformée et donc la plus légère émise au début.
Les matériaux émis par les volcans sont généralement desroches composées demicrolites noyés dans unverre volcanique. Dans lebasalte, les minéraux les plus abondants sont lasilice, lespyroxènes et lesfeldspaths alors que l'andésite est plus riche en silice et en feldspaths. La structure de la roche varie également : si lescristaux sont fréquemment petits et peu nombreux dans les basaltes, ils sont en revanche généralement plus grands et plus nombreux dans les andésites, signe que le magma est resté plus longtemps dans la chambre magmatique[9]. 95 % des matériaux émis par les volcans sont des basaltes ou des andésites.
Le matériau le plus connu émis par les volcans est la lave sous forme decoulées. De type basaltique provenant de la fusion du manteau dans le cas d'unvolcanisme depoint chaud, dedorsale ou derift[10] ou andésitique provenant de la fusion de la lithosphère dans le cas d'un volcanisme desubduction[11], plus rarement de typecarbonatique[12], elles sont formées de laves fluides qui s'écoulent le long des flancs du volcan. La température de la lave est comprise entre 700 et1 200 °C[13] et les coulées peuvent atteindre des dizaines de kilomètres de longueur, une vitesse de cinquante kilomètres par heure et progresser dans destunnels de lave. Elles peuvent avoir un aspect lisse et satiné, appelée alors « lave pāhoehoe » ou « lave cordée », ou un aspect rugueux et coupant, appelée alors « lave ʻaʻā ». Les coulées de ces laves, faisant parfois plusieurs mètres d'épaisseur, peuvent mettre des dizaines d'années à se refroidir totalement[14]. Dans certains cas exceptionnels, de la lave en fusion peut remplir lecratère principal ou un cratère secondaire et former unlac de lave. La survie des lacs de lave résulte d'un équilibre entre apport de lave venant de la chambre magmatique et débordement à l'extérieur du cratère associé à un brassage permanent par des remontées de gaz volcaniques afin de limiter le durcissement de la lave. Ces lacs de lave ne naissent que lors d'éruptions hawaïennes, la grande fluidité de la lave permettant la formation et le maintien de ces phénomènes. LeKīlauea àHawaï et lepiton de la Fournaise àLa Réunion sont deux volcans qui possèdent des lacs de lave lors de certaines de leurs éruptions. L'Erta Ale enÉthiopie et lemont Erebus enAntarctique sont parmi les seuls volcans au monde à posséder un lac de lave de manière quasi permanente. Lors de certaines éruptions de l'Erta Ale, son lac de lave se vide ou au contraire son niveau remonte jusqu'à déborder et former des coulées sur les pentes du volcan[15].
Le plus souvent, les matériaux volcaniques sont composés de tephras ; ce sont lescendres volcaniques, leslapilli, lesscories, lespierres ponces, lesbombes volcaniques, les blocs rocheux ou basaltiques, lesobsidiennes, etc. Il s'agit de magma et de morceaux de roche arrachés du volcan qui sont pulvérisés et projetés parfois jusqu'à des dizaines de kilomètres de hauteur dans l'atmosphère. Les plus petits étant les cendres, il leur arrive de faire le tour de laTerre, portées par lesvents dominants. Les bombes volcaniques, les éjectas les plus gros, peuvent avoir la taille d'une maison et retombent en général à proximité du volcan. Lorsque les bombes volcaniques sont éjectées alors qu'elles sont encore en fusion, elles peuvent prendre une forme en fuseau lors de leur trajet dans l'atmosphère, en bouse de vache lors de leur impact au sol ou en croûte de pain en présence d'eau[16]. Les lapilli, qui ressemblent à de petits cailloux, peuvent s'accumuler en épaisses couches et former ainsi lapouzzolane. Les pierres ponces, véritable mousse de lave, sont si légères et contiennent tellement d'air qu'elles peuvent flotter sur l'eau. Enfin, quand de fines gouttes de lave sont éjectées et portées par les vents, elles peuvent s'étirer en de longs filaments appelés « cheveux de Pélé ».
Lemagma est de la roche fondue située dans le sous-sol et contenant des gaz dissous qui seront libérés lors de la progression du liquide et à cause de la baisse de pression qui en découle. Lorsque le magma arrive en surface et perd ses gaz, on parle delave.
Le magma a une consistance fluide àvisqueuse. Il s'est formé à partir de lafusion partielle dumanteau ou plus rarement de lacroûte terrestre. L'origine peut être :
un apport d'eau comme dans une zone desubduction ;
une augmentation de température dans le cas d'un enfouissement de roches conséquent à des mouvements tectoniques.
Généralement, ce magma remonte vers la surface en raison de sadensité plus faible et se stocke dans lalithosphère en formant unechambre magmatique. Dans cette chambre, il peut subir unecristallisation totale ou partielle et/ou un dégazage qui commence à le transformer en lave. Si la pression et la cohésion des terrains qui le recouvrent deviennent insuffisantes pour le contenir, il remonte le long d'unecheminée volcanique (où la baisse de pression due à la remontée produit un dégazage qui diminue encore la densité de l'émulsion résultante) pour être émis sous forme de lave, c'est-à-dire totalement ou partiellement dégazé[17].
La présence d'eau dans le magma modifie significativement, voire complètement, le dynamisme volcanique et les propriétésrhéologiques des magmas. Elle abaisse notamment le seuil de mélange de près de200 °C entre des magmas saturés en eau et sonexsolution (formation de bulles lorsqu'il remonte vers la surface) entraîne une réduction significative des viscosités. Les magmas terrestres peuvent contenir jusqu'à 10 % de leur poids en eau (principalement dans leurs minéraux sous formehydroxyléesupercritique, du typeamphibole) et il y a, selon les modèles, l'équivalent d'un à sept océans terrestres dans le manteau, si bien que lesvolcanologues parlent de plus en plus d'hydrovolcanisme et d'hydrovolcanologie[18].
Classifications des volcans
Il existe plusieurs manières de classer les volcans, mais leur diversité est tellement grande qu'il y a toujours des exceptions ou des intermédiaires entre plusieurs catégories[19]. Les classifications les plus courantes distinguent des types de volcans suivant la morphologie[20], la structure[8] et parfois le type d'éruption :
Selon la morphologie et la structure
volcan bouclier lorsque son diamètre est très supérieur à sa hauteur en raison de la fluidité des laves qui peuvent parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; leMauna Kea, l'Erta Ale ou lepiton de la Fournaise en sont des exemples[21] ;
stratovolcan lorsque son diamètre est plus équilibré par rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité des laves ; il s'agit des volcans aux éruptions explosives comme leVésuve, lemont Fuji, leMerapi ou lemont Saint Helens[22] ;
volcan fissural formé par une ouverture linéaire dans la croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la lave fluide ; les volcans desdorsales se présentent sous forme de fissure comme lesLakagígar ou leKrafla[23] ;
dôme volcanique (puy de Dôme)[8], grand dôme volcanique formé par l'accumulation et le refroidissement d'une lave visqueuse ;
cratère d'explosion, dépression due à une ou plusieurs explosions. Il n'y a pas de cône :Dallol[25]. Lorsque la dépression est remplie par un lac, on appelle cela unmaar :Gour de Tazenat.
Comme toute classification de phénomènes naturels, beaucoup de cas sont intermédiaires entre les types purs : l'Etna ressemble à un stratovolcan posé sur un volcan bouclier,Hekla est à la fois un stratovolcan et un volcan fissural. DansVolcanoes of the World, Tom Simkin and Lee Siebert listent 26 types morphologiques[19].
Si on considère des zones plus larges comportant souvent plusieurs volcans, on peut distinguer :
les complexes decaldeirarhyolitiques, comme la caldeira de Yellowstone, qui n'ont pas d'édifice volcanique ;
leschamps monogéniques volcaniques, qui présentent de multiples édifices comme des cônes de scories édifiés chacun en une seule fois ;
lestrapps, grands plateaux formés par l'accumulation de lave sur de très grandes surfaces ;
Cette classification simpliste, absente de la littérature scientifique, est notamment utilisée en vulgarisation, dans les médias grand public, et pour une première approche pédagogique scolaire. Selon l'université de l'Oregon, il faudrait au moins six catégories pour englober plus de 90 % des volcans[26]. Dans ce type de classement, on retient en général pour un volcan le type d'éruption le plus récent ou le plus fréquent, faisant abstraction de la longue et complexe histoire éruptive du volcan.
La « naissance » d'un volcan correspond à sa premièreéruption volcanique qui le fait sortir de lalithosphère. La naissance d'un nouveau volcan est un phénomène qui se produit plusieurs fois par siècle. Il a pu être observé en1943 avec leParicutín : une fracture laissant s'échapper desgaz volcaniques et de lalave dans un champ a donné naissance à un volcan de 460 mètres de haut en neuf mois. En1963, levolcan sous-marin deSurtsey émergea au sud de l'Islande formant ainsi une nouvelleîle et un nouveau volcan terrestre.
Il n'y a pas de consensus chez les volcanologues quant à la définition d'un volcan actif, dormant ou éteint[30], mais un volcan est le plus souvent qualifié d'éteint lorsque sa dernière éruption remonte à plus de 10 000 ans, d'endormi lorsqu'il a connu sa dernière éruption entre il y a 10 000 ans et quelques centaines d'années et d'actif lorsque sa dernière éruption remonte à quelques décennies au maximum[31].
Les volcans les plus imposants[a] connaissent de nombreuses éruptions ou périodes éruptives au cours d'une vie de plusieurs centaines à millions d'années, séparées par des périodes de dormance. La durée séparant deux épisodes éruptifs est variable mais souvent d'un même ordre de grandeur, très différent d'un volcan à l'autre : certains ne connaissent qu'une éruption en plusieurs centaines de milliers d'années comme lesupervolcan de Yellowstone (nord-ouest desÉtats-Unis), tandis que d'autres sont en éruption quasi permanente comme leStromboli (îles Éoliennes,Italie) depuis le Moyen Âge voire l'Antiquité, ou leMerapi (Java,Indonésie) depuis leIIe siècle.
La fréquence des éruptions permet d'évaluer l'aléa, c'est-à-dire la probabilité qu'une zone puisse subir les effets d'une éruption. Cet aléa, combiné avec le type de manifestation volcanique et la présence de populations et savulnérabilité, permet d'évaluer lerisque volcanique.
Origine du volcanisme
Répartition mondiale du volcanisme correspondant aux frontières desplaques tectoniques
D'après le modèle de latectonique des plaques, levolcanisme est intimement lié aux mouvements desplaques tectoniques. En effet, c'est en général à la frontière entre deux plaques que les conditions sont réunies pour la formation de volcans.
Volcanisme de divergence
Schéma général des différents types de volcanisme associés aux mouvements desplaques tectoniques.
Dans les rifts continentaux, il se produit le même processus, à ceci près que la lave ne s'écoule pas sous l'eau et ne donne pas de laves en coussins. C'est le cas du volcanisme de ladépression de l'Afar.
Volcanisme de subduction
Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-continent.Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-océan.
Lorsque deuxplaques tectoniques se chevauchent, lalithosphère océanique, glissant sous l'autre lithosphère océanique ou continentale, plonge dans lemanteau et subit des transformations minéralogiques. L'eau contenue dans la lithosphère plongeante s'en échappe alors et vient hydrater le manteau, provoquant safusion partielle en abaissant sonpoint de fusion. Ce magma remonte et traverse la lithosphère chevauchante, créant des volcans. Si la lithosphère chevauchante est océanique, unarc volcanique insulaire se formera, les volcans donnant naissance à des îles. C'est le cas desAléoutiennes, duJapon ou desAntilles. Si la lithosphère chevauchante est continentale, les volcans se situeront sur le continent, en général dans unecordillère. C'est le cas des volcans de lacordillère des Andes ou de lachaîne des Cascades. Ces volcans sont en général des volcans gris, explosifs et dangereux. Cela est dû à leur lave visqueuse car riche ensilice, qui a du mal à s'écouler ; de plus, les magmas qui remontent sont riches en gaz dissous (eau et dioxyde de carbone), dont la libération soudaine peuvent former desnuées ardentes. Laceinture de feu du Pacifique est formée en quasi-majorité de ce type de volcan.
Volcanisme intra-plaque et de point chaud
Il arrive parfois que des volcans naissent loin de toute limite deplaque lithosphérique (il pourrait y avoir plus de 100 000 montagnes sous-marines de plus de 1 000 mètres[32]). Ils sont en général interprétés comme des volcans depoint chaud. Les points chauds sont des panaches demagma venant des profondeurs dumanteau et perçant les plaques lithosphériques. Les points chauds étant fixes, alors que la plaque lithosphérique se déplace sur le manteau, des volcans se créent successivement et s'alignent alors, le plus récent étant le plus actif car à l'aplomb du point chaud. Lorsque le point chaud débouche sous un océan, il va donner naissance à un chapelet d'îles alignées comme c'est le cas pour l'archipel d'Hawaï ou desMascareignes. Si le point chaud débouche sous un continent, il va alors donner naissance à une série de volcans alignés. C'est le cas dumont Cameroun et de ses voisins. Cas exceptionnel, il arrive qu'un point chaud débouche sous une limite de plaque lithosphérique. Dans le cas de l'Islande, l'effet d'unpoint chaud se combine à celui de ladorsale médio-atlantique, donnant ainsi naissance à un immense empilement de lave permettant l'émersion de la dorsale. LesAçores ou lesîles Galápagos sont d'autres exemples de points chauds débouchant sous une limite de plaque lithosphérique, en l'occurrence des dorsales[33].
Néanmoins, de nombreux volcans intra-plaque ne se présentent pas sur des alignements permettant d'identifier des points chauds profonds et permanents[34].
Uneéruption volcanique survient lorsque lachambre magmatique sous le volcan est mise sous pression avec l'arrivée demagma venant dumanteau. Elle peut alors éjecter plus ou moins degaz volcaniques qu'elle contenait selon son remplissage en magma. La mise sous pression est accompagnée d'un gonflement du volcan et deséismes très superficiels localisés sous le volcan, signes que la chambre magmatique se déforme. Le magma remonte généralement par la cheminée principale et subit en même temps un dégazage, ce qui provoque untrémor, c'est-à-dire une vibration constante et très légère du sol. Ceci est dû à des petits séismes dont les foyers sont concentrés le long de la cheminée.
La présence éventuelle d'eau sous forme liquide — nappe phréatique,cours d'eau,lac de cratère, mer ou océan — sur la trajectoire du magma augmente son pouvoir explosif. En fragmentant les matériaux et en augmentant brutalement de volume en se transformant envapeur, l'eau agit comme un multiplicateur du pouvoir explosif d'une éruption volcanique qui sera alors qualifiée dephréatique ou dephréato-magmatique.
La présence d'eau sous forme solide — calotte glaciaire,glacier,neige — peut provoquer desjökulhlaups — comme auGrímsvötn en1996 —, lorsque le volume d'eau de fonte fait céder le glacier et entraîne destephras. De fortes précipitations peuvent entraîner des coulées de boue oulahars, pendant ou longtemps après une éruption[35].
L'éruption se termine lorsque la lave n'est plus émise. Les coulées de lave, cessant d'être alimentées, s'immobilisent et commencent à se refroidir et lescendres, refroidies dans l'atmosphère, retombent à la surface du sol. Mais les changements dans la nature des terrains par le recouvrement des sols par la lave et les tephras parfois sur des dizaines de mètres d'épaisseur peuvent créer des phénomènes destructeurs et meurtriers. Ainsi les cendres tombées sur des cultures les détruisent et stérilisent la terre pour quelques mois à quelques années, une coulée de lave bloquant une vallée peut créer un lac qui noiera des régions habitées ou cultivées, des pluies tombant sur les cendres peuvent les emporter dans les rivières et créer des lahars, etc.
Une éruption volcanique peut durer de quelques heures à plusieurs années et éjecter des volumes de magma de plusieurs centaines de kilomètres cubes. La durée moyenne d'une éruption est d'un mois et demi mais de nombreuses ne durent qu'une journée. LeStromboli est en éruption de façon presque continue — avec de courtes pauses — depuis environ 2 400 ans[36].
Lors des débuts de lavolcanologie, l'observation de quelques volcans a été à l'origine de la création de catégories basées sur l'aspect deséruptions et le type delave émise. Chaque type est nommé selon le volcan référent. Le grand défaut de cette classification est d'être assez subjectif et de mal tenir compte des changements de type d'éruption d'un volcan.
Afin d'introduire une notion de comparaison entre les différentes éruptions volcaniques, l'indice d'explosivité volcanique, aussi appelée échelle VEI, fut mis au point par deux volcanologues de l'Université d'Hawaï en1982[37]. L'échelle, ouverte et partant de zéro, est définie selon le volume des matériaux éjectés, la hauteur dupanache volcanique et des observations qualitatives[38].
Certaines activitésgéothermiques peuvent précéder, accompagner ou suivre uneéruption volcanique. Ces activités sont en général présentes lorsqu'une chaleur résiduelle provenant d'unechambre magmatique réchauffe de l'eau provenant d'unenappe phréatique parfois jusqu'à l'ébullition. En surface, se produisent alorsgeysers,fumerolles,mares de boue,mofettes,solfatares ou encore dépôts de minéraux[40]. Ces phénomènes peuvent être regroupés dans des « champs volcaniques ». Ces champs volcaniques se forment lorsque l'eau des nappes phréatiques est réchauffée par des réservoirs de magma situés à faible profondeur. C'est le cas des supervolcans commeYellowstone auxÉtats-Unis et deschamps Phlégréens enItalie ou des champs géothermiques comme àHaukadalur enIslande.
Dans un cratère possédant une activité de dégazage et de fumerolles, unlac acide peut se former par recueil des eaux de pluie. L'eau du lac est très acide avec unpH de 4 à 1, parfois très chaude avec une température de 20 à85 °C et seules descyanobactéries sont capables de vivre dans ces eaux alors teintées en bleu-vert. Ce type de lac est courant au niveau des grandes chaînes de volcans comme laceinture de feu du Pacifique et dans lavallée du Grand Rift.
Conséquence du volcanisme sur l'histoire de la Terre
Le rôle de la formation des premières molécules organiques et de l'apparition de la vie sur Terre peut être imputé aux volcans. En effet, lessources chaudes sous-marines ou lessolfatares et autresgeysers offrent des conditions propices à l'apparition de la vie : de l'eau qui a lessivé des molécules carbonées, des minéraux, de la chaleur et de l'énergie. Une fois la vie répandue et diversifiée à la surface de la Terre, les volcans auraient pu provoquer à l'inverse degrandes extinctions : l'âge des grandes extinctions du vivant coïncide avec l'âge destrapps. Ces trapps auraient pu être provoqués par la chute demétéorites ou l'éruption exceptionnelle depoints chauds. Les effets combinés desgaz volcaniques et particules dispersés dans l'atmosphère auraient provoqué la disparition de nombreuses espèces par unhiver volcanique suivi d'une hausse de l'effet de serre par les changements dans la composition gazeuse de l'atmosphère.
Une des théories les plus acceptées pour l'apparition de l'homme serait l'ouverture durift africain : uniformément humide au niveau de l'équateur, le climat africain se serait asséché à l'est du rift qui arrête les nuages venant de l'Ouest. Leshominidés, s'adaptant à leur nouveau milieu formé d'unesavane, auraient développé labipédie pour échapper à leurs prédateurs.
Encore de nos jours, les volcans participent à l'évacuation de la chaleur interne de la Terre et aucycle biogéochimique mondial en libérant les gaz, la vapeur d'eau et les minéraux engloutis dans lemanteau au niveau desfosses de subduction.
Incidence du volcanisme sur les activités humaines
Croyances et mythes liés aux volcans
Chaque année a lieu, au bord duBromo, une cérémonie populaire, leYadnya Kasada(en), festival hindou au cours duquel les pèlerins font sept fois le tour du sommet du volcan qui a fécondé le sol de leur île et est considéré comme un lieu sacré. Les familles y effectuent leursrites funéraires etpropitiatoires en jetant dans lecratère des offrandes (récoltes bénies, produits fermiers, animaux, gâteaux, fleurs)[41]. Satisfaites, les âmes des défunts s'envolent vers le soleil[42].
Depuis l'apparition de l'agriculture et lasédentarisation des sociétés, les hommes ont toujours côtoyé les volcans. Les louant pour les terres fertiles qu'ils offrent, ils les craignent aussi pour leurséruptions et les morts qu'ils provoquent. Rapidement, par méconnaissance d'un phénomène naturel, les volcans sont craints,déifiés, considérés comme l'entrée du royaume des morts, desenfers et des mondes souterrains peuplés d'esprits malfaisants et sont l'objet delégendes et demythes suivant les différentes cultures.
Dans les tribus d'Asie, d'Océanie et d'Amérique vivant à proximité de laceinture de feu du Pacifique, les éruptions volcaniques sont considérées comme étant les manifestations de forces surnaturelles ou divines. Dans lamythologie maorie, les volcansTaranaki/Egmont etRuapehu tombèrent tous deux amoureux du volcanTongariro et une violente dispute éclata entre les deux. C'est la raison pour laquelle aucunMāori ne vit entre les deux volcans colériques, de peur de se retrouver pris au milieu de la dispute.
Parmi d'autres mythes et légendes, on peut signaler celui deDevils Tower qui se serait dressé pour sauver sept jeunes fillesamérindiennes d'ours qui auraient griffé les parois rocheuses ou encore l'histoire de la déessePélé qui, chassée deTahiti par sa sœurNamakaokahai, trouva refuge dans leKīlauea et depuis, de rage, déverse des flots delave d'un simple coup de talon.
Chez lesIncas, les caprices duMisti lui ont valu d'avoir soncratère obstrué par un bouchon deglace, punition infligée par leSoleil. LesChagas deTanzanie racontent que leKilimandjaro, excédé par son voisin le volcanMawensi, le frappa à grand coup de pilon, ce qui lui valut son sommet découpé. Pour les Amérindiens de l'Oregon, lemont Mazama était la demeure du dieu maléfique du feu et lemont Shasta celle du dieu bénéfique de la neige. Un jour les deux divinités sont entrées en conflit et le dieu du feu fut vaincu et décapité, créant ainsiCrater Lake.
Pour lesGrecs et lesRomains, les volcans sont le lieu de vie d'Héphaïstos ouVulcain. Les éruptions sont expliquées comme étant une manifestation divine : colère des dieux, présages, activité des forges d'Héphaïstos — que les Grecs situaient sous l'Etna — ou de celles de Vulcain — que les Romains plaçaient sousVulcano — , etc.. Lescyclopes grecs pourraient être une allégorie des volcans avec leurcratère sommital tandis que le nom d'Héraclès dérive dehiera ouetna[réf. nécessaire], le mot grec servant à désigner les volcans. Aucune explication scientifique ou ne faisant pas intervenir les dieux n'était retenue.
Lepoète romainVirgile, s'inspirant des mythes grecs, rapporta que lors de lagigantomachie,Encelade, en fuite, fut enseveli sous l'Etna parAthéna en guise de punition pour sa désobéissance aux dieux. Les grondements de l'Etna constituent ainsi les pleurs d'Encelade, les flammes sa respiration et letrémor ses tentatives de se libérer.Mimas, un autre géant, fut quant à lui englouti sous leVésuve parHéphaïstos et le sang des autres géants vaincus jaillit desChamps Phlégréens à proximité.
Dans lechristianisme populaire, malgré quelques tentatives d'explications pré-scientifiques, les volcans étaient souvent considérés comme l'œuvre deSatan et les éruptions comme des signes de la colère deDieu. Un certain nombre demiracles attribués à certainssaints sont associés dans la tradition catholique à des éruptions : ainsi en253, la ville deCatane fut épargnée lorsque les flots delave de l'Etna se scindèrent en deux devant la procession transportant lesreliques desainte Agathe. Mais en1669, la procession avec les mêmes reliques ne put éviter la destruction de la grande majorité de la ville.
En1660, l'éruption duVésuve fit pleuvoir aux alentours descristaux depyroxène noirs. La population les prit pour descrucifix et attribua ce signe àsaint Janvier qui devintsaint patron et protecteur deNaples. Depuis, à chaque éruption, une procession défile dans Naples pour implorer la protection du Saint. De plus, trois fois par an a lieu le phénomène de la liquéfaction du sang de saint Janvier qui, selon la tradition, s'il se produit, protège la ville de toute éruption du Vésuve.
Aujourd'hui encore, des processions religieuses sont associées aux volcans et à leur activité. ÀHawaï, les habitants vénèrent encorePélé et lemont Fuji est la montagne sacrée dushintoïsme de même que leBromo pour leshindouistesindonésiens.
Un des objectifs de lavolcanologie est de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic sur les risques et les dangers encourus par les populations et les activités humaines. Lesprévisions volcanologiques nécessitent la mise en œuvre d'instruments (la naissance de la volcanologie instrumentale date de 1980 lors de l'éruption du mont Saint Helens ; le volcan fut entièrement instrumenté à cette époque[44]) et le savoir de plusieurs disciplines scientifiques. Les connaissances actuelles ne permettent aujourd'hui que de prédire le type deséruptions, sans savoir en revanche, à plus de que quelques heures à l'avance, quand elles auront lieu, combien de temps elles dureront et surtout leurs importances (volume delave, intensité des dégagements, etc).
De plus en plus, la tendance est à la surveillance en continu les volcans actifs réputés dangereux à l'aide d'appareils télécommandés alimentés par piles solaires. À cet égard, l'équipement duPiton de la Fournaise, àLa Réunion, pourtant réputé non dangereux, est exemplaire. Les mesures sont transmises par télémétrie à l'observatoire et toutes les dilatations, les tremblements et les variations de température sont enregistrés.
Lessécurités civiles des pays touchés tentent alors de trouver les justes compromis entre les risques et les précautions inutiles. Dans bon nombre de cas, les autorités se sont montrées peu attentives[45]. Il y eut cependant certains succès comme en1991 pour l'éruption duPinatubo où les experts ont convaincu le gouvernementphilippin d'organiser l'évacuation de 300 000 personnes. Malgré 500 victimes, 15 000 vies ont ainsi pu être épargnées.
Contrairement à la croyance populaire, lescoulées de lave font en général plus de dégâts matériels que de victimes (cf. les 0,3 % ci-dessus) car même si elles peuvent être très rapides avec plusieurs dizaines de kilomètres par heure, leur comportement est généralement prévisible, laissant le temps aux populations d'évacuer. En2002, lelac de lave ducratère duNyiragongo se vide à la faveur de failles qui se sont ouvertes dans le volcan : deux coulées atteignent la ville deGoma auCongo démocratique, font 147 morts et détruisent 18 % de la ville. Ces fleuves de matière en fusion laissent peu de chance à la végétation et aux constructions se trouvant sur leur passage, les consumant et les ensevelissant dans une gangue de roche.
Nuées ardentes
Sur le volcanSakurajima (en arrière-plan), une trentaine d'abris de béton et une vingtaine de bâtiments d'évacuation permettent de se protéger contre les retombées de téphras. Les habitants de la presqu'île volcanique gardent un casque en réserve et les écoliers le portent sur leur trajet scolaire[46].
Nés de l'effondrement d'undôme ou d'uneaiguille de lave, ces nuages composés degaz volcaniques et detéphras glissent sur le sol, franchissent des crêtes et consument tout sur leur passage. Les empilements des matériaux transportés par les nuées ardentes peuvent s'accumuler sur des dizaines de mètres d'épaisseur et sont à l'origine des étendues d'ignimbrites.
Les plus meurtrières sontcelles du Krakatoa en 1883 qui ont fait 36 000 morts. En1902, une coulée pyroclastique née de lamontagne Pelée enMartinique a rasé la ville deSaint-Pierre et tué ses 29 000 habitants. Plus récemment, le réveil de laSoufrière deMontserrat a provoqué la destruction dePlymouth, la capitale de l'île, et rendu inhabitable la grande majorité de l'île à cause des passages répétés de nuées ardentes.
Expulsées par despanaches volcaniques, lescendres volcaniques peuvent retomber et recouvrir des régions entières sous une épaisseur de plusieurs mètres, provoquant la destruction des cultures et l'apparition defamines comme ce fut le cas après l'éruption duLaki de1783 enIslande, l'effondrement des toits des habitations sur leurs occupants, la formation delahars en cas de pluies, etc.
Séismes
Lesséismes peuvent être provoqués à la suite de la vidange de lachambre magmatique lorsque le volcan s'effondre sur lui-même et forme unecaldeira. Les multiples glissements des parois du volcan génèrent alors des séismes qui provoquent l'effondrement des bâtiments parfois fragilisés par des chutes decendre volcanique.
Tsunamis
Lestsunamis peuvent être générés de multiples manières lors d'uneéruption volcanique comme avec l'explosion d'unvolcan sous-marin ou à fleur d'eau, la chute de parois ou denuées ardentes dans la mer, l'effondrement du volcan sur lui-même mettant en contact direct l'eau avec lemagma de lachambre magmatique, des mouvements de terrain liés à la vidange de la chambre magmatique, etc. En1883, l'explosion duKrakatoa généra un tsunami qui, associé aux nuées ardentes, fit 36 000 victimes, en1792 celle dumont Unzen en fit 15 000.
Glissements de terrain
À la manière des nuées ardentes, lesglissements de terrain peuvent provoquer des avalanches meurtrières. Dans de rares cas, c'est une grande partie ou la majorité du volcan qui se désagrège sous la pression de lalave. En1980, lemont Saint Helens a surpris lesvolcanologues du monde entier lorsque la moitié du volcan s'est disloquée. Certains scientifiques, se croyant à l'abri sur des collines environnantes, se sont fait piéger et ont péri dans la gigantesquenuée ardente qui a suivi.
Gaz volcaniques
Lesgaz volcaniques sont le danger le plus sournois des volcans. Ils sont parfois émis sans aucun autre signe d'activité volcanique lors d'uneéruption limnique. En1986, auCameroun, une nappe dedioxyde de carbone est sortie dulac Nyos. Étant plus lourd que l'air, ce gaz a dévalé les pentes du volcan et a tué 1 800 villageois et plusieurs milliers de têtes debétail dans leur sommeil parasphyxie.
Leslahars sont des coulées boueuses formées d'eau, detéphras en majorité decendres volcaniques froides ou brûlantes, très denses et lourdes et charriant quantité de débris tels des blocs rocheux, des troncs d'arbres, des restes de bâtiments, etc. Les lahars se forment lorsque despluies importantes survenant lors decyclones tropicaux ou des pluiessynoptiques prolongées s'abattent sur des cendres volcaniques. Ils peuvent survenir des années après uneéruption volcanique tant que des cendres peuvent être entraînées. En 1985, 24 000 habitants de la villecolombienne d'Armero furent engloutis sous un lahar né sur les pentes duNevado del Ruiz.
Jökulhlaup
Lejökulhlaup est un type decrue particulièrement puissant et brutal. Il se forme lorsqu'uneéruption volcanique survient sous unglacier ou unecalotte glaciaire et que la chaleur dumagma ou de lalave parvient à faire fondre de grandes quantités deglace. Si l'eau de fonte ne peut s'évacuer, elle forme unlac qui peut se vider lorsque la barrière qui le retient formée par une paroi rocheuse ou un glacier se rompt. Un flot mêlant lave,téphras,boue,glace et blocs rocheux s'échappe alors du glacier, emportant tout sur son passage. Les jökulhlaup les plus fréquents se déroulent enIslande, autour duVatnajökull.
Acidification des lacs
L'acidification des lacs est une autre conséquence possible de la présence d'un volcan. L'acidification a pour effet d'éliminer toute forme de vie des eaux et de leurs abords et peut même constituer un danger pour les populations riveraines. Ce phénomène survient lorsque des émanations degaz volcaniques débouchent au fond d'un lac, celui-ci va alors les piéger par dissolution ce qui acidifie les eaux.
Des recherches récentes montrent que les éruptions volcaniques ont un impact significatif sur le climat mondial et doivent être considérées comme des phénomènes catalytiques essentiels pour expliquer les changements écologiques et les bouleversements historiques[47].
lafertilisation des sols tels les versants de l'Etna qui constituent une région à très forte densité agricole en raison de la fertilité des sols volcaniques et où d'immenses vergers d'agrumes sont implantés. Ces sols volcaniques fertiles font vivre 350 millions de personnes dans le monde[48].
Même dans le domaine artistique, leur influence se fait sentir : certaines éruptions fortement émettrices decendres volcaniques comme celle duTambora en1815 ont généré descouchers de soleil spectaculaires durant plusieurs années. Certains peintres commeTurner ont su capter cette lumière à travers des œuvres originales qui annoncent l'impressionnisme.
Les objectifs de cette science sont de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic, pour une période déterminée, des risques et des dangers encourus par les populations et les activités humaines. Les études et les recherches se déroulent dans un premier temps sur le terrain afin de procéder à des collectes d'informations sous la forme d'observations, de mesures et d'échantillonnages et dans un second temps en laboratoire afin d'analyser et d'interpréter les données et les échantillons. En effet, la gestion des effets même d'une éruption une fois qu'elle se produit est impossible. Seules quelques opérations de détournement decoulée de lave ont réussi sur l'Etna enItalie et àHeimaey enIslande.
Seule laprévention permet de limiter ou d'éviter les effets d'une éruption volcanique. Cette prévention passe par une observation du volcan et des signes avant-coureurs d'une éruption : émissions degaz volcaniques, gonflement et dégonflement du volcan,séismes mineurs, anomalies thermiques, etc. L'évacuation de manière temporaire et dans l'urgence des zones en danger est le moyen de prévention le plus employé. Néanmoins, il existe des moyens de prévention à long terme comme l'évacuation totale des zones les plus exposées aux risques volcaniques, l'élaboration de plans de prévention, d'évacuation, de secours et de sensibilisation des populations, etc.
Lesvolcans sous-marins sont les plus nombreux surTerre. On estime que 75 % des volcans et des matériaux ignés émis par les volcans le sont au niveau desdorsales océaniques[49]. Les volcans faille se trouvent en grande majorité le long des dorsales océaniques où ils émettent deslaves fluides. Ces laves, soumises aux eaux froides comprises entre un et deuxdegré Celsius et à la fortepression, prennent la forme de boules : ce sont les « pillow lavas ».
Les autres volcans situés le long desfosses de subduction et ceux formés par unpoint chaud donnent naissance à unemontagne sous-marine à sommet plat et à pente très raide : unguyot. Lorsqu'un volcan sous-marin parvient à atteindre la surface, il émerge dans une éruption detype surtseyenne. Deux volcans sous-marins sont célèbres et surveillés : leKamaʻehuakanaloa qui sera le prochain volcan d'Hawaï à émerger de l'océan Pacifique et leKick-'em-Jenny au nord de l'île de la Grenade dans lesAntilles et qui est très proche de la surface et a une activité explosive.
Vénus connaît un intense volcanisme avec 500 000 édifices volcaniques,Mars comporte l'Olympus Mons, un volcan considéré comme éteint et haut de 22,5 kilomètres faisant de lui le plus haut sommet du Système solaire, laLune est couverte par les « maria lunaires », d'immenses champs debasalte.
L'éruption d'un volcan à proximité d'une zone peuplée est très souvent vécue comme un événement majeur dans la vie d'un pays car, outre le caractère spectaculaire et inattendu d'une éruption, celle-ci nécessite une surveillance et, parfois, l'évacuation et la prise en charge des personnes en danger.
Volcan le plus actif : leKīlauea et lepiton de la Fournaise se disputent le record avec une éruption tous les un an à un an et demi.
Plus jeune volcan :Ardoukôba avec une première éruption en tandis que leParicutín a connu sa première éruption en 1943.
Plus grandecaldeira ou plus grandcratère volcanique terrestre :Toba formé il y a 73 000 ans avec cent kilomètres de longueur sur trente kilomètres de largeur.
Plus grand nombre de victimes :Tambora sur l'île deSumbawa enIndonésie en 1816 avec 88 000 morts liés directement à l'éruption et 200 000 morts supplémentaires par famine.
Éruption volcanique la plus bruyante :Krakatoa enIndonésie le où l'explosion fut entendue jusqu'àRodrigues à 500 kilomètres à l'est de l'île Maurice, soit à 4 811 kilomètres de distance de l'éruption[55].
↑Des Indonésiens d'autres religions, lesresquilleurs, viennent récupérer les offrandes un peu plus bas dans le cratère. CfHenry Gaudru, Gilles Chazot,La belle histoire des volcans, De Boeck Supérieur,(lire en ligne),p. 99
↑Pierre Ivanoff,Indonésie, archipel des dieux, Société continentale d'éditions modernes illustrées,,p. 50-51.
↑a etbFrançois Beauducel, « Surveillance volcanologique : de la mesure instrumentale au modèle prédictif », conférence auBureau des longitudes,1er juin 2011
