Quand les voyageurs observent la cordillère des Andes, l'une des questions récurrentes face aux volcans est de savoir si ceux-ci sont "gris" ou "rouges", c'est à dire si leurs éruptions sont "explosives" ou "effusives". Une fois cette information connue, elle ne suffit malheureusement pas à expliquer le pourquoi du comment et encore moins à caractériser les volcans face auxquels nous nous trouvons...

 

D'autant que dans la région, les éruptions sont intermédiaires, c'est à dire à la fois explosives et effusives ! Autant vous dire que ça ne facilite pas l'explication du volcanisme régional.

Pour bien comprendre le volcanisme andin, nous allons donc dresser un panorama du volcanisme terrestre.

 

 

Définitions

 

Volcan : également désigné comme "édifice volcanique", est un relief créé par la sortie de matériel magmatique à la surface de la croûte terrestre. Un volcan est composé d'un cône formé par le matériel éjecté pendant les éruptions, d'un ou plusieurs cratères et d'une ou plusieurs cheminées connectées à un réservoir magmatique. Sa forme, sa taille et donc sa caractérisation dépendent du magma qui l'alimente et des éruptions qu'il a connu.

On trouve des volcans dans les zones de rift (quand deux plaques tectoniques s'écartent l'une de l'autre), dans les zones de subduction comme au Chili (quand une plaque tectonique glisse sous une autre) et au milieu des plaques sur des points chauds (à l'endroit d'une remontée de magma au milieu d'une plaque tectonique, provoquée par les mouvements de convection de l'asthénosphère). 

Pour en savoir plus, nous vous invitons à relire notre article sur les plaques tectoniques.

Les volcans peuvent être situé en mer ou sur terre mais pour les besoins de cet article nous allons nous concentrer sur les volcans terrestres.

Schéma de la structure d'un volcan - www.geologues-prospecteurs.fr

Schéma de la structure d'un volcan - www.geologues-prospecteurs.fr

Magma : masse pâteuse formée par la fusion de roches dans le sous-sol. Il est composé de roches fondues, de gaz et de cristaux de roches. Moins dense que la croûte terrestre, il remonte vers la surface sous l'effet de la poussée d'archimède. S'il parvient à atteindre la surface de la croûte terrestre, il provoque une éruption qui va former un volcan. Au moment de l'éruption, le magma se fragmente et les différents éléments qui le composent se divisent. On ne parle donc pas d'une "coulée de magma", mais d'une coulée de lave puisqu'il ne s'agit que de la roche en fusion, les gaz étant éjectés indépendamment.

 

Éruption : période d'activité d'un volcan. C'est le moment ou le magma arrive à la surface. Au cours d'une éruption le volcan éjecte différentes sortes de matériel issus du magma (lave, gaz, cristaux de roches) et de l'éruption elle-même (cendres, blocs de roche arrachés à l'édifice volcanique, etc...). Le type d'éruption dépend de son intensité et de la composition initiale du magma.

 

Schéma général d'une éruption - www.ird.fr

Schéma général d'une éruption - www.ird.fr

 

Les différents types de magma

Au moment de sa formation, le magma est naturellement riche en fer, mais au cours de sa remontée vers la surface, le magma fait fondre partiellement les roches qui composent la croûte terrestre et donc incorpore dans sa composition de nouveaux éléments chimiques, en particulier la Silice très présente sur la surface de la Terre. 

Plus l'épaisseur de la lithosphère est importante plus le phénomène l'est également. A titre d'exemple, l'épaisseur moyenne de la lithosphère en mer est de 10 kilomètres. Sur les continents elle est de 40 km. Donc plus de magma doit traverser une épaisse couche de croûte terrestre plus il se charge en Silice

 

Coupe de la Terre - schéma : www.clercsvt.jimdo.com

Coupe de la Terre - schéma : www.clercsvt.jimdo.com

Le magma dans sa remontée va également perdre du fer, celui-ci étant utilisé dans la création des minéraux qui vont se former au cours du refroidissement des parois extérieures des chambres magmatiques intermédiaires.

A la fin de son trajet entre le point de fusion initial des roches et la surface de la Terre, le magma est donc plus riche en silice, moins riche en fer, du moins dans les zones "continentales" comme ici au Chili.

En mer par exemple sur les zones de points-chauds ou à l'endroit des dorsales océaniques, le trajet entre le point de fusion inicial et la surface est beaucoup plus court, le magma intègre peu de silice et perd peu de fer : à l'arrivée sa composition n'a pas beaucoup changé, il est toujours relativement riche en fer.

Transformation du magma au cours de sa remontée à la surface (Infographie : Eldesiertoflorido).

Transformation du magma au cours de sa remontée à la surface (Infographie : Eldesiertoflorido).

Cette modification de la composition chimique du magma va entrainer le changement de sa texture : en effet plus le magma est riche en Fer et pauvre en Silice plus il est liquide, on dit que c'est un magma basique. Au contraire, plus il est riche en Silice et pauvre en Fer, plus il est visqueux, c'est un magma acide

 

 

Eruption effusive ou explosive

Un magma basique va provoquer une éruption effusive (les fameux volcans "rouges") alors qu'un magma acide va provoquer une éruption explosive (les volcans "gris").

 

Schéma des deux types d'éruptions - www.echosciences-grenoble.fr

Schéma des deux types d'éruptions - www.echosciences-grenoble.fr

Dans le cas d'une éruption effusive, le magma basique et donc fluide, contient peu de gaz. L'éruption va donc être caractérisée surtout par des coulées de lave, et un dégazage calme avec seulement quelques projections.

Au contraire, dans le cas d'une éruption explosive, le magma acide et donc visqueux, contient beaucoup de gaz. Celui-ci va se fragmenter pendant l'ultime remontée à la surface, ce sont donc les explosions de gaz et les très nombreuses projections qui vont caractériser ce type d'éruption, la lave étant trop visqueuse pour remonter à la surface.

Dégazage du magma - www.geowiki.fr

Dégazage du magma - www.geowiki.fr

Voilà pour la théorie, parce qu'évidemment dans la pratique, il y a énormément de types différents d'éruption. Selon la quantité de Silice présent dans le magma, celui-ci va être plus ou moins acide, donc plus ou moins visqueux et provoquer des éruptions différentes. On qualifie ces éruptions d'intermédiaires quand elles sont explosives, mais que la lave est tout de même assez fluide pour arriver à la surface. Finalement, les éruptions intermédiaires et explosives sont les plus répandues sur la surface du globe.

 

 

Les différents types d'éjections au cours d'une éruption

 

Éjections liquides : c'est la lave qui constitue les éjections liquides lors d'une éruption. Selon la fluidité du magma initial, la quantité de gaz contenue dans celui-ci, la lave va s'écouler sous forme de coulée (longue et fine si elle est fluide, courte et épaisse si elle est un peu visqueuse), de dôme ou d'aiguille (si elle est très visqueuse), de fontaine (si il y a beaucoup de gaz).

Si la lave est issue d'un magma basique, riche en fer et fluide, on l'appelle lave pahoehoe. Si au contraire elle est issue d'un magma acide, riche en solice et visqueux, la lave s'appelle alors lave AA.

La lave en refroidissant va former de la roche : du basalte si le magma est basique, de l'andésite si le magma était acide.

Lave AA et lave Pahoehoe - www.bigislandlava.com

Lave AA et lave Pahoehoe - www.bigislandlava.com

Éjections pyroclastiques : si la lave reste majoritairement au sol, il n'en est pas de même pour les autres éléments qui vont être éjectés au cours d'une éruption. Les gaz, les cendres, les blocs arrachés à l'édifice volcanique au moment de l'explosition, les lapillis (petits cailloux de la taille d'un gravier), les bombes (qui sont des morceaux de lave plus ou moins gros) vont être projetés dans les airs et retomber plus ou moins loin du cratère selon leur poids et selon l'orientation du vent qui les aura poussé.

Quand le poids des éjections pyroclastiques est trop important et que l'énergie émise par l'éruption n'est pas suffisante pour les expulser dans l'atmosphère, le panache pyroclastique  s'effondre et se transforme en coulées pyroclastiques, autrement appellées "nuées ardentes". 

Les éjections pyroclastiques, sous l'effet conjugué du refroidissement et de la pression de leur propre poids, vont se transformer en roche ponce (ou tuf volcanique) et former sur de grandes surfaces des couches d'ignimbrites.

 

Grâce à l'animation suivante, en choisissant en haut à gauche le degré de viscosité de votre lave, et la quantité de gaz présent dans le magma, vous allez pouvoir simuler différents types d'éruption : ludique et bien documenté !

 

Les différents types d'éruption

Il existe donc plusieurs types d'éruption, mais attention : un même volcan peut produire des éruptions de différents types et une seule éruption peut même évoluer d'un type à l'autre en quelques heures. 

 

Éruption de type hawaïen

magma : basique

éruption : effusive

éjection principale : coulées de lave longues et fines = lave pahoehoe

caractéristiques de l'éruption : éruption "calme", dégazage sans explosion, très peu de projection.

Éruption de type hawaienne - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Josh Schwartzman

Éruption de type hawaienne - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Josh Schwartzman

 

Éruption de type strombolien

magma : intermédiaire - un peu visqueux

éruption : intermédiaire - effusive et explosive

éjection principale : coulées et fontaines de lave + projections pyroclastiques

caractéristiques de l'éruption : fontaines et coulées de lave - beaucoup de projections pyroclastiques (bloc, bombe, lapilli, etc...). Petit panache de gaz et de cendres

Éruption de type strombolien - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Brocken Inaglory

Éruption de type strombolien - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Brocken Inaglory

 

Éruption de type vulcanien

magma : intermédiaire - relativement visqueux

éruption : explosive ou intermédiaire

éjection principale : panache de gaz et de cendres de quelques kilomètres de haut

caractéristiques de l'éruption : Beaucoup d'éjections pyroclastiques, éventuellement fontaines et coulées de lave courtes et épaisses (lave AA).

Éruption de type vulcanien - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Taro Taylor

Éruption de type vulcanien - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Taro Taylor

 

Éruption de type plinien

magma : acide

éruption : explosive

éjection principale : immense panache de gaz et de cendres de plusieurs kilomètres de haut

caractéristiques de l'éruption : énormément d'éjections pyroclastiques. 

Éruption de type plinien - www.futura-sciences.com - © Sémhur

Éruption de type plinien - www.futura-sciences.com - © Sémhur

 

Éruption de type péléen

magma : acide

éruption : explosive

éjection principale : Panache de gaz et de cendre et coulées pyroclastiques (nuées ardentes)

caractéristiques de l'éruption : Nuées ardentes. Grand panache de gaz et cendres. Éventuellement dôme ou aiguille de lave.

Éruption de type péléen - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Óli Jón

Éruption de type péléen - www.futura-sciences.com - © Sémhur - Óli Jón

 

Les différents types de volcans

La forme du volcan est directement lié aux éruptions qui l'ont formé, à l'intensité de ces éruptions et à l'ancienneté de l'édifice volcanique.

 

Les volcans boucliers

Ils sont généralement issus des éruptions hawaïenne et se caractérise par leur très grand diamètre et leurs pentes peu abruptes.

Volcan bouclier - formationdelavie.free.fr

Volcan bouclier - formationdelavie.free.fr

 

Les volcans composites ou stratovolcans

Souvent issus des éruptions intermédiaires et/ou explosives, les stratovolcans ont des pentes abruptes (dûes aux coulées de lave courtes et épaisses) composées de lave et d'éjection pyroclastique.

Volcan composite - formationdelavie.free.fr

Volcan composite - formationdelavie.free.fr

Ces deux reliefs ne sont pas les seuls que vous trouverez à proximité d'une zone d'activité volcanique : il existe en effet de nombreuses variantes.

Les dômes ou les aiguilles formées par une lave excessivement visqueuse. Les calderas formées par l'effondrement du cratère ou encore les cônes de cendres formés uniquement par les éjections pyroclastiques.

 

 

A vous de jouer !

Avec les informations contenues dans cet article, vous êtes à présent en mesure de caractériser le volcanisme andin : la nature du magma, les types d'éruptions et les volcans de la cordillère des Andes... A vous de jouer avant de lire le résumé !

Résumé

Les volcans de la Cordillère des Andes se sont formés sur une zone de subduction : à l'endroit où une plaque tectonique glisse sous une autre.

Dans les Andes, lors de sa remontée, le magma doit traverser une épaisse couche de croûte terrestre. Au cours de cette remontée, il se charge en Silice et perd du fer, devient donc acide et visqueux.

Lors de la première phase éruptive de la Cordillère des Andes, il y a environ 12 millions d'années, les premières éruptions provoquées par un magma particulièrement visqueux étaient explosives (pliniennes ou péléennes).

Depuis environ 5 millions d'années, le magma, un peu moins acide provoque des éruptions intermédiaires ou explosives (de type strombolien, vulcanien, plinien et/ou péléen). Des éjections de lave sous forme de coulées courtes et épaisses, de fontaines ou de dôme peuvent apparaître. Cette lave très visqueuse est appelée Lave AA et lorsqu'elle refroidit elle produit une roche appelée Andesite.

Les éjections volatiles sont les plus nombreuses lors d'une éruption dans la cordillère des Andes. Les volcans au cours d'éruptions explosives ou intermédiaires éjectent des gaz, des cendres, des lapillis, des blocs et/ou des bombes. En se déposant au sol, tout se matériel s'entasse et se sédimente pour former des ignimbrites : c'est à dire des couches de roches ponce ou tuf.

Les volcans de la cordillère des Andes ne sont donc ni gris, ni rouge : ils sont intermédiaires. Ils peuvent prendre différentes formes mais ce sont les volcans composites qui sont les plus nombreux à proximité de San Pedro de Atacama, même si on peut aussi apercevoir des cônes de cendres, des calderas, des dômes et des aiguilles de lave pétrifiée.

Tag(s) : #Géologie-géographie

Partager cet article