Par définition, un volcan c’est donc le produit de l’arrivée d’un magma en surface. Mais pourquoi les volcans entrent-t-ils en éruption ?
En profondeur les conditions chimiques et de pression et température peuvent être réunies pour que la roche solide du manteau fonde. Par exemple, dans une zone de subduction, la croûte océanique riche en minéraux dits « hydratées » (acquis lors de réactions hydrothermales au fond de l’océan), s’enfonce dans le manteau. A une profondeur donnée, ces minéraux deviennent instables et libèrent leur eau, qui va remonter et provoquer les conditions idéales de fusion du manteau.
Ces réactions se produisent approximativement à la même profondeur tout le long du pend de croûte subductée. C’est par exemple pour cette raison que les volcans andins sont alignés à une distance relativement constante de la cote Pacifique, formant un arc volcanique.
Il faut savoir que sur notre planète plus on va en profondeur, plus la température augmente et plus la pression lithostatique (pression exercée par la colonne de roche au dessus d’un point donnée) augmente également. La température croissante tendrait a faire fondre la roche mais la pression l’en empêche. Seulement parfois, un volume du manteau remonte depuis le limite avec le noyau. Ce panache solide mais deformable s’accumule sous la lithosphère sans avoir le temps de refroidir, tandis que la pression diminue sans délai. La chaleur du panache fait alors fondre la rochede la lithosphère : c’est ce qu’on appelle un point chaud !
Mais ce n’est pas tout ! Ce processus se produit au cours de plusieurs millions d’années et pendant ce temps, la plaque tectonique se déplace. Le point chaud, lui, reste fixe et peut progressivement donner naissance a une série de volcans alignés au grés du déplacement de la plaque.
Cela se produit par exemple sous la plaque Pacifique, donnant lieu à la formation de l’archipel hawaïen.
De Joel E. Robinson, USGS. – Cropped from the 108 MB PDF file available here and described here., Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18129204
La nature est merveilleuse et pleine de surprises !
Le plus grand des hasards a voulu qu’un point chaud perce juste au niveau de la dorsale Atlantique, poussant cette dernière au dessus du niveau de la mer. Ce cas exceptionnel a donné lieu a la formation de l’Islande et de son volcanisme tout aussi exceptionnel !
Public domain – Manuscript painting of Heezen-Tharp « World ocean floor » map by Berann
peterhartree (CC BY-SA 2.0), https://www.flickr.com/photos/41812768@N07/15145861552
majiedqasem (CC BY-ND 2.0), https://www.flickr.com/photos/48943290@N08/15217075522/
Et dans la croute, que se passe-t-il ?
Et dans la croute, que se passe-t-il ? Depuis sa source, le magma peut suivre un chemin direct jusqu’à la surface mais souvent, son trajet est plus compliqué. Le magma se retrouve parfois bloqué dans la croûte (< 60 km de profondeur) et s'accumule dans un réservoir magmatique (ou chambre magmatique).
- Comme le liquide d’une bouteille de champagne, le magma contient du gaz dissous sous pression. Si la chambre se fracture : par exemple si la pression dans le réservoir devient trop forte et qu’il rompt le toit de la chambre), le gaz est décomprimée et se sépare du magma en formant des bulles : on parle d‘exsolution.
- Dans sa brusque remontée, le gaz entraine le magma avec lui vers la surface et, de la même façon que pour une bouteille de champagne débouchée brutalement, c’est l‘éruption !
- Parfois, au cours des éruptions les plus violentes, la chambre magmatique peut se vider, son toit peut s’effondrer et former une caldera.
Mais ce n’est pas toujours le cas. La plupart de temps la chambre magmatique ne se vide que partiellement et se remplit de nouveau, par injection de magma depuis une source profonde, et on passe de l’étape 1 à 2 continuellement.
Observez le gonflement et dégonflement du volcan Etna, au rythme du remplissage et de la vidange de la chambre magmatique !
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