Stratovolcan -Stratovolcano
Un stratovolcan , également connu sous le nom de volcan composite , est un volcan conique constitué de nombreuses couches (strates) de lave durcie et de tephra . Contrairement aux volcans boucliers , les stratovolcans sont caractérisés par un profil escarpé avec un cratère sommital et des intervalles périodiques d' éruptions explosives et d'éruptions effusives , bien que certains aient des cratères sommitaux effondrés appelés caldeiras . La lave qui s'écoule des stratovolcans se refroidit et durcit généralement avant de se propager loin, en raison de sa viscosité élevée. Le magma formant cette lave est souvent felsique , avec des niveaux élevés à intermédiaires de silice (comme dans la rhyolite , la dacite ou l'andésite ), avec des quantités moindres de magma mafique moins visqueux . De vastes coulées de lave felsique sont rares, mais ont parcouru jusqu'à 15 km (9 mi).
Les stratovolcans sont parfois appelés volcans composites en raison de leur structure stratifiée composite, constituée d'épanchements séquentiels de matériaux en éruption. Ils font partie des types de volcans les plus courants, contrairement aux volcans boucliers moins courants. Deux exemples célèbres de stratovolcans sont le Krakatoa en Indonésie , connu pour son éruption catastrophique en 1883 , et le Vésuve en Italie , dont l'éruption catastrophique en 79 après JC a enseveli les villes romaines de Pompéi et Herculanum . Les deux éruptions ont fait des milliers de morts. Dans les temps modernes, le mont St. Helens dans l'État de Washington , aux États-Unis, et le mont Pinatubo aux Philippines ont éclaté de manière catastrophique, mais avec moins de morts.
L'existence de stratovolcans sur d'autres corps du système solaire n'a pas été démontrée de manière concluante. Une exception possible est l'existence de certains massifs isolés sur Mars, par exemple le Zephyria Tholus.
Création
Les stratovolcans sont communs dans les zones de subduction , formant des chaînes et des amas le long des frontières tectoniques des plaques où la croûte océanique est dessinée sous la croûte continentale (volcanisme de l'arc continental, par exemple chaîne des Cascades , Andes , Campanie ) ou une autre plaque océanique ( volcanisme de l'arc insulaire , par exemple Japon , Philippines , îles Aléoutiennes ). Les stratovolcans formant du magma s'élèvent lorsque l'eau emprisonnée à la fois dans les minéraux hydratés et dans la roche basaltique poreuse de la croûte océanique supérieure est libérée dans la roche du manteau de l' asthénosphère au-dessus de la dalle océanique en train de couler. La libération d'eau à partir de minéraux hydratés est appelée "déshydratation" et se produit à des pressions et des températures spécifiques pour chaque minéral, à mesure que la plaque descend à de plus grandes profondeurs. L'eau libérée de la roche abaisse le point de fusion de la roche du manteau sus-jacente, qui subit alors une fusion partielle, monte (en raison de sa densité plus faible par rapport à la roche du manteau environnante) et s'accumule temporairement à la base de la lithosphère . Le magma remonte ensuite à travers la croûte , incorporant de la roche crustale riche en silice, conduisant à une composition intermédiaire finale . Lorsque le magma s'approche de la surface supérieure, il s'accumule dans une chambre magmatique à l'intérieur de la croûte sous le stratovolcan.
Les processus qui déclenchent l'éruption finale restent une question pour de plus amples recherches. Les mécanismes possibles comprennent :
- Différenciation du magma , dans laquelle le magma le plus léger et le plus riche en silice et les volatils tels que l'eau, les halogènes et le dioxyde de soufre s'accumulent dans la partie la plus élevée de la chambre magmatique. Cela peut augmenter considérablement les pressions.
- Cristallisation fractionnée du magma. Lorsque des minéraux anhydres tels que le feldspath se cristallisent hors du magma, cela concentre les volatils dans le liquide restant, ce qui peut conduire à une seconde ébullition qui provoque la séparation d'une phase gazeuse (dioxyde de carbone ou eau) du magma liquide et augmente les pressions de la chambre magmatique.
- Injection de magma frais dans la chambre magmatique, qui mélange et chauffe le magma plus frais déjà présent. Cela pourrait forcer les volatils à sortir de la solution et réduire la densité du magma plus frais, ce qui augmente la pression. Il existe des preuves considérables de mélange de magma juste avant de nombreuses éruptions, y compris des cristaux d'olivine riches en magnésium dans de la lave silicique fraîchement éclatée qui ne montrent aucun bord de réaction. Cela n'est possible que si la lave a éclaté immédiatement après le mélange car l'olivine réagit rapidement avec le magma silicique pour former un rebord de pyroxène.
- Fonte progressive de la roche encaissante environnante .
Ces déclencheurs internes peuvent être modifiés par des déclencheurs externes tels que l'effondrement du secteur , les tremblements de terre ou les interactions avec les eaux souterraines . Certains de ces déclencheurs ne fonctionnent que dans des conditions limitées. Par exemple, l'effondrement d'un secteur (où une partie du flanc d'un volcan s'effondre dans un glissement de terrain massif) ne peut déclencher l'éruption que d'une chambre magmatique très peu profonde. La différenciation du magma et la dilatation thermique sont également inefficaces en tant que déclencheurs d'éruptions provenant de chambres magmatiques profondes.
Quel que soit le mécanisme précis, la pression dans la chambre magmatique augmente jusqu'à un point critique où le toit de la chambre magmatique se fracture et le contenu de la chambre magmatique est pourvu d'un chemin vers la surface à travers lequel éclater.
Dangers
Dans l'histoire enregistrée , les éruptions explosives sur les volcans de la zone de subduction (frontière convergente) ont posé le plus grand danger pour les civilisations. Les stratovolcans de la zone de subduction, tels que le mont St. Helens , l'Etna et le mont Pinatubo , éclatent généralement avec une force explosive : le magma est trop rigide pour permettre une évacuation facile des gaz volcaniques. En conséquence, les énormes pressions internes des gaz volcaniques piégés restent et s'entremêlent dans le magma pâteux. Suite à la brèche de l'évent et à l'ouverture du cratère, le magma dégaze de manière explosive. Le magma et les gaz explosent à grande vitesse et avec toute leur force.
Depuis 1600 CE , près de 300 000 personnes ont été tuées par des éruptions volcaniques. La plupart des décès ont été causés par des coulées pyroclastiques et des lahars , des dangers mortels qui accompagnent souvent les éruptions explosives des stratovolcans de la zone de subduction. Les coulées pyroclastiques sont des mélanges rapides, semblables à des avalanches, balayant le sol et incandescents de débris volcaniques chauds, de cendres fines, de lave fragmentée et de gaz surchauffés qui peuvent se déplacer à des vitesses supérieures à 160 km/h (100 mph). Environ 30 000 personnes ont été tuées par des coulées pyroclastiques lors de l'éruption de la montagne Pelée en 1902 sur l'île de la Martinique dans les Caraïbes. En mars et avril 1982, trois éruptions explosives d' El Chichón dans l'État du Chiapas , au sud-est du Mexique, ont provoqué la pire catastrophe volcanique de l'histoire de ce pays. Des villages situés à moins de 8 km (5 mi) du volcan ont été détruits par des coulées pyroclastiques, tuant plus de 2 000 personnes.
Les volcans de deux décennies qui ont éclaté en 1991 fournissent des exemples de dangers stratovolcans. Le 15 juin, le mont Pinatubo a craché un nuage de cendres à 40 km (25 mi) dans les airs et a produit d'énormes surtensions pyroclastiques et des inondations de lahar qui ont dévasté une vaste zone autour du volcan. Pinatubo, situé dans le centre de Luzon à seulement 90 km (56 mi) à l'ouest-nord-ouest de Manille , était en sommeil depuis six siècles avant l'éruption de 1991, qui se classe comme l'une des plus grandes éruptions du 20e siècle. Toujours en 1991, le volcan japonais Unzen , situé sur l'île de Kyushu à environ 40 km (25 mi) à l'est de Nagasaki, s'est réveillé de son sommeil de 200 ans pour produire un nouveau dôme de lave à son sommet. À partir de juin, l'effondrement répété de ce dôme en éruption a généré des coulées de cendres qui ont dévalé les pentes de la montagne à des vitesses pouvant atteindre 200 km/h (120 mph). Unzen est l'un des plus de 75 volcans actifs au Japon ; une éruption en 1792 a tué plus de 15 000 personnes - la pire catastrophe volcanique de l'histoire du pays.
L' éruption du Vésuve en 79 a complètement étouffé les anciennes villes voisines de Pompéi et d'Herculanum avec d'épais dépôts de poussées pyroclastiques et de coulées de lave . Bien que le nombre de morts ait été estimé entre 13 000 et 26 000 personnes, le nombre exact n'est toujours pas clair. Le Vésuve est reconnu comme l'un des volcans les plus dangereux du monde, en raison de sa capacité à de puissantes éruptions explosives couplée à la forte densité de population de la région métropolitaine environnante de Naples (totalisant environ 3,6 millions d'habitants).
Cendre
En plus d'affecter potentiellement le climat, les nuages volcaniques provenant d'éruptions explosives présentent un grave danger pour l'aviation. Par exemple, lors de l'éruption de Galunggung à Java en 1982 , le vol 9 de British Airways a volé dans le nuage de cendres, provoquant une panne de moteur temporaire et des dommages structurels. Au cours des deux dernières décennies, plus de 60 avions, pour la plupart des avions de ligne commerciaux, ont été endommagés par des rencontres en vol avec des cendres volcaniques. Certaines de ces rencontres ont entraîné la perte de puissance de tous les moteurs, nécessitant des atterrissages d'urgence. Heureusement, à ce jour, aucun accident ne s'est produit à cause d'avions à réaction volant dans des cendres volcaniques. Les chutes de cendres sont une menace pour la santé lorsqu'elles sont inhalées et les cendres sont également une menace pour les biens avec une accumulation suffisante. Une accumulation de 30 cm (12 po) est suffisante pour provoquer l'effondrement de la plupart des bâtiments. Des nuages denses de cendres volcaniques chaudes peuvent être expulsés en raison de l'effondrement d'une colonne éruptive , ou latéralement en raison de l'effondrement partiel d'un édifice volcanique ou d'un dôme de lave lors d'éruptions explosives. Ces nuages peuvent générer des coulées ou des surtensions pyroclastiques dévastatrices, qui peuvent tout balayer sur leur passage.
Lave
Les coulées de lave des stratovolcans ne constituent généralement pas une menace importante pour les humains ou les animaux car la lave très visqueuse se déplace suffisamment lentement pour que tout le monde s'éloigne de la trajectoire de l'écoulement. Les coulées de lave sont plus une menace pour la propriété. Cependant, tous les stratovolcans n'éclatent pas de lave visqueuse et collante. Le Nyiragongo est très dangereux car son magma a une teneur en silice inhabituellement faible, ce qui le rend assez fluide. Les laves fluides sont généralement associées à la formation de larges volcans boucliers tels que ceux d'Hawaï, mais le Nyiragongo a des pentes très abruptes sur lesquelles la lave peut couler jusqu'à 100 km/h (60 mph). Les coulées de lave pourraient faire fondre la glace et les glaciers qui se sont accumulés sur le cratère et les pentes supérieures du volcan, générant des flux de lahar massifs . Rarement, la lave généralement fluide peut également générer des fontaines de lave massives, tandis que la lave de viscosité plus épaisse peut se solidifier dans l'évent, créant un bloc qui peut entraîner des éruptions hautement explosives.
Bombes volcaniques
Les bombes volcaniques sont des roches ignées extrusives allant de la taille de livres à de petites voitures, qui sont éjectées de manière explosive des stratovolcans au cours de leurs phases éruptives culminantes. Ces "bombes" peuvent parcourir plus de 20 km (12 mi) du volcan et présenter un risque pour les bâtiments et les êtres vivants lorsqu'elles tirent à des vitesses très élevées (des centaines de kilomètres/miles par heure) dans les airs. La plupart des bombes n'explosent pas elles-mêmes à l'impact, mais transportent plutôt suffisamment de force pour avoir des effets destructeurs comme si elles explosaient.
Lahar
Les lahars (d'un terme javanais désignant les coulées de boue volcaniques) sont des mélanges de débris volcaniques et d'eau. Les lahars proviennent généralement de deux sources : les précipitations ou la fonte de la neige et de la glace par des éléments volcaniques chauds, comme la lave. Selon la proportion et la température de l'eau par rapport au matériau volcanique, les lahars peuvent aller de coulées épaisses et gluantes qui ont la consistance du béton humide à des inondations à écoulement rapide et gluantes. Alors que les lahars inondent les flancs escarpés des stratovolcans, ils ont la force et la vitesse nécessaires pour aplatir ou noyer tout sur leur passage. Des nuages de cendres chaudes, des coulées de lave et des ondes pyroclastiques éjectées lors de l'éruption de 1985 du Nevado del Ruiz en Colombie ont fait fondre la neige et la glace au sommet du volcan andin de 5 321 m (17 457 pieds) de haut. Le lahar qui a suivi a inondé la ville d' Armero et les colonies voisines, tuant 25 000 personnes.
Effets sur le climat et l'atmosphère
Selon les exemples ci-dessus, alors que les éruptions d'Unzen ont causé des morts et des dégâts locaux considérables dans le passé historique, l'impact de l'éruption de juin 1991 du mont Pinatubo a été mondial. Des températures légèrement plus fraîches que d'habitude ont été enregistrées dans le monde entier, avec des couchers de soleil brillants et des levers de soleil intenses attribués aux particules ; cette éruption a projeté des particules très haut dans la stratosphère . Les aérosols formés à partir du dioxyde de soufre (SO 2 ), du dioxyde de carbone (CO 2 ) et d'autres gaz se sont dispersés dans le monde. La masse de SO 2 dans ce nuage - environ 22 millions de tonnes - combinée à de l'eau (d'origine volcanique et atmosphérique) a formé des gouttelettes d' acide sulfurique , empêchant une partie de la lumière solaire d'atteindre la troposphère et le sol. On pense que le refroidissement dans certaines régions a atteint 0,5 ° C (0,9 ° F). Une éruption de la taille du mont Pinatubo a tendance à affecter le temps pendant quelques années ; la matière injectée dans la stratosphère tombe progressivement dans la troposphère , où elle est emportée par la pluie et les précipitations nuageuses.
Un phénomène similaire, mais extraordinairement plus puissant, s'est produit lors de l'éruption cataclysmique d'avril 1815 du mont Tambora sur l'île de Sumbawa en Indonésie . L'éruption du mont Tambora est reconnue comme l'éruption la plus puissante de l'histoire enregistrée. Son nuage d'éruption a abaissé les températures mondiales jusqu'à 3,5 ° C (6,3 ° F). Dans l'année qui a suivi l'éruption, la majeure partie de l'hémisphère nord a connu des températures nettement plus fraîches pendant l'été. Dans certaines parties de l'Europe, de l'Asie, de l'Afrique et de l'Amérique du Nord, 1816 a été connue sous le nom d'" Année sans été ", ce qui a provoqué une crise agricole considérable et une famine brève mais amère, qui a généré une série de détresses sur la plupart des continents touchés. .
Liste
Voir également
- Cône de cendres - Colline escarpée de fragments pyroclastiques autour d'un évent volcanique
- Formation des montagnes - Processus géologiques qui sous-tendent la formation des montagnes
- Orogenèse - La formation des chaînes de montagnes
- Bouclier pyroclastique - Volcan bouclier formé principalement d'éruptions pyroclastiques et hautement explosives