La première cause de la variété des volcans est la source des magmas.
En zone de subduction ou au niveau d’un point chaud, la roche impliquée dans le processus de fusion est différente : croûte continentale, croûte océanique, sédiments, etc. De plus, un magma issu d’une fusion sous la croûte continentale doit aussi traverser une distance plus grande dans celle-ci et peut se « contaminer » en incorporant de petites quantités de roches à son passage. Le magma est alors en particulier plus ou moins riche en gaz et en divers éléments chimiques, qui vont permettre la formation de différents types de volcans.
Ces morceaux de ponce de El Hierro (Espagne) montrent la contamination d’un magma basaltique profond (en noir) par des sédiments marins (en blanc). Le magma a fondu les sédiments en les traversant et un mélange (contamination) s’est produit.
Photo : S. Barde-Cabusson
Ce n’est pas tout ! Sur un même volcan, les éruptions sont parfois espacées de centaines d’années… Pendant ce temps, que se passe-t-il dans la chambre magmatique ? Le magma subit des transformations.
Trois mécanismes principaux entrent en jeu :
- La contamination par la roche environnante de la chambre magmatique (flèches noires)
- L’injection de magma nouveau (flèche orange)
- La cristallisation fractionnée : un processus ou la cristallisation de minéraux mobilise certains éléments chimiques plutôt que d’autres.
La composition du magma se modifie donc petit a petit et une éruption se produisant à un moment diffèrent de cette évolution aura une composition différente. Et cela peut donner lieu a un volcanisme plus ou moins violent.
On ne sait pas vraiment a quoi ressemble une chambre magmatique ! L’imagerie géophysique et les réservoirs magmatiques anciens mis à jour par l’érosion permettent d’en avoir une idée mais aucune méthode ne permet d’avoir suffisamment de précision pour les visualiser en détail. Le saviez-vous ? Maintenant oui !
Pour en savoir plus sur la cristallisation fractionnée : dans une chambre magmatique, s’il n’y a pas d’injection de nouveau magma depuis les profondeurs, la température diminue progressivement. Avec ce refroidissement, le magma commence a cristalliser : des minéraux se forment et comme chaque minéral cristallise à une températures particulière, ils se forment de façon progressive dans cet ordre : 1 : olivine ; 2 : olivine et pyroxène ; 3 : pyroxène et plagioclase ; 4: plagioclase.
Ces minéraux, plus lourds que le magma lui-même, coulent progressivement au fond de la chambre magmatique, formant une roche dite cumulative. A chaque étape, le magma se voit privé des éléments chimiques mobilisés par chaque minéral ; principalement le fer et le magnésium. Sa composition change donc au cours du temps. Il tend a s’enrichir en silice ce qui, tout comme la diminution de température, rend le magma plus visqueux et engendre des éruptions plus explosives.
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