DOSSIER THÉMATIQUE

Volcans : comment ces montagnes vivantes façonnent le monde

Par Afsané SabouhiJournaliste scientifique
Publication : 31 janv. 2023 | Mis à jour : 13 févr. 2023

Niveaux et disciplines

Ils sont le témoignage du bouillonnement terrestre sous nos pieds. Répartis sur tous les continents, 1 328 volcans sont actuellement considérés comme actifs par le programme global sur le volcanisme, vigie mondiale pilotée par l’institut américain Smithsonian. Cela signifie qu’ils ont connu des phases d’éruption au cours de ces 12 000 dernières années, la période géologique la plus récente appelée l’holocène. En 2022, on a comptabilisé 83 éruptions de 79 volcans à travers la planète, par exemple le piton de la Fournaise sur l’île de la Réunion, l’Etna en Italie ou le Cotopaxi en Équateur. Mais l’essentiel de l’activité volcanique de la planète, probablement près des trois quarts, se passe sous l’océan et échappe presque à toute observation scientifique.  

Le volcan, une cheminée vers le centre de la Terre

On peut définir un volcan comme une ouverture de la croûte terrestre par laquelle la planète évacue de la chaleur sous forme de lave (de la roche fondue aussi appelée magma), de cendres ou de gaz.

     

Les différentes formes de volcans

Cette ouverture peut avoir la forme typique en cône surmonté d’un cratère comme le Vésuve en Italie ou le mont Fuji au Japon. 

Vue du ciel du mont Fuji enneigé. On peut observer la forme cônique du volcan.

Mont Fuji, Japon. © Pexels, Tirachard Kumtanom.

Mais il existe aussi des volcans en forme de dôme, comme en Auvergne, ou même de fissures sans relief apparent, notamment dans les profondeurs océaniques.

Vue du volcan du puy Pariou.

Puy Pariou, Orcines, France. © Adrien Brun sur Unsplash.

Les différentes formes d’éruptions

Outre leur aspect, les volcans sont aussi souvent distingués en fonction de leur mode d’éruption, très dépendant de la viscosité du magma, de sa teneur en gaz et de sa vitesse de remontée vers la surface. 

  • Les volcans effusifs ou rouges laissent s’échapper des laves fluides sous forme de coulées.
  • Les volcans explosifs ou gris émettent des fragments de laves plus pâteuses qui s’accumulent au point de sortie ou sont projetés à la ronde. Ils émettent aussi des cendres formant des nuées ardentes et des panaches.
  • Très visuelle, cette dichotomie rouge/gris n’est utilisée par les scientifiques qu’à des fins de simplification. En réalité, elle ne reflète pas la grande diversité des éruptions. Par exemple, le Stromboli, dans le sud de l’Italie, alterne des phases effusives et explosives et apparaît rouge et gris puisqu’il peut projeter à la fois des cendres, des fragments de lave solide (lapili) et incandescente (bombes) et de la lave fluide sous forme de fontaine ou de coulée.
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Cette vidéo est au cœur d'une piste pédagogique que vous pouvez proposer à vos élèves de cycle 3.

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Comment naissent les volcans ?

Les volcans n’apparaissent pas n’importe où sur le globe, mais plutôt à la jonction des plaques tectoniques, ces gigantesques pièces formant le puzzle de la surface terrestre. 

  • Lorsque deux plaques s’écartent, une dorsale (terme géologique pour désigner une chaîne de montagnes sous-marines) se forme et le magma remonte, comme pour tenter de boucher la fissure. C’est ainsi que sont apparues de nombreuses chaînes de montagnes volcaniques sous-marines.
  • Lorsque, à l’inverse, les plaques se rapprochent et entrent en collision, là encore on trouve des volcans, comme le mont Ararat en Arménie. 

Le mont Ararat et la plaine d'Araratian vu tôt le matin depuis près de la ville d'Artashat en Arménie.

Mont Ararat. © Serouj Ourishian.

Autre situation géologique courante : lorsque deux plaques se rapprochent au point que l’une glisse sous sa voisine (phénomène de subduction), la plaque la plus basse entre en fusion en profondeur et provoque sur la plaque restée en surface l’apparition de volcans. C’est ainsi que se sont formés, par exemple, les volcans de la ceinture de feu du Pacifique. Les géologues observent cette ligne de volcans sur tout le pourtour de cet océan, de la cordillère des Andes à l’Indonésie en passant par le Japon ou aux Tonga, archipel dans lequel Hunga Tunga-Hunga Hapaï a fait surgir des eaux, en 2014, la plus jeune île volcanique du monde.

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  • On observe aussi des volcans situés en plein milieu d’une plaque tectonique, comme à Hawaï ou à la Réunion. Ils surplombent des points chauds, des zones très localisées où le magma est si chaud qu’il remonte vers la surface et forme un volcan terrestre ou, le plus souvent, sous-marin. Ces points chauds sont comme des chalumeaux fixes au-dessus desquels les plaques tectoniques bougent, ce qui explique qu’on observe dans ces régions des chapelets d’îles volcaniques relativement alignées.   

Ces éruptions qui ont changé l’histoire

À sa naissance, la Terre était un immense volcan et, tout au long de son histoire, l’activité éruptive a joué un rôle clé dans la formation des paysages et reliefs, mais aussi dans les bouleversements de son climat et de l’histoire des espèces qui l’habitent. On évoque ainsi souvent l’impact d’une météorite gigantesque au Mexique pour expliquer la disparition des dinosaures il y a 65 millions d’années. Mais c’est oublier le rôle majeur joué par plusieurs volcans du sous-continent indien à la même époque. Comme l’expliquait, en 2019, lors de Science en fête, le géochimiste Frédéric Simien, responsable des éditions du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), ces volcans ont produit, sensiblement à la même époque, un volume de lave colossal, l’équivalent d’un kilomètre d’épaisseur recouvrant deux fois la superficie de la France. Ce profond bouleversement de l’atmosphère et de l’environnement n’a d’ailleurs pas été fatal qu’aux dinosaures. 65 % des espèces ont disparu lors de cette crise, rappelle le spécialiste.

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Invité au micro de l’émission La Tête au Carré sur France Inter en 2019, le volcanologue français Henri Gaudru rappelait combien les éruptions peuvent changer la vie des hommes. Celle du Laki par exemple, un volcan du sud de l’Islande, dura de juin 1783 à février 1784. Ses conséquences sur le climat européen furent dévastatrices. Plusieurs hivers très rigoureux se succédèrent, on enregistra des températures de -18 °C à Paris en 1788. Orages de grêle qui saccagent les cultures, pertes de récoltes immenses, menace de famine... Un volcan islandais compte donc parmi les ferments de la Révolution française !

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Le Laki n’est pourtant pas resté particulièrement dans la mémoire des Européens, contrairement au Vésuve : les vestiges de l’ancienne ville romaine de Pompéi sont un rappel saisissant de sa dangerosité. En 79 après J.-C., le bouchon de lave qui obstruait son cratère a explosé et une pluie de lapili (de la lave consolidée en petites pierres ponces) et des nuées ardentes (avalanches de gaz brûlants et de cendres) se sont brutalement abattues sur les villes à ses pieds, notamment sur Pompéi et Herculanum. Ensevelies figées et conservées dans la pierre volcanique, elles sont des témoins précieux de l’époque romaine, que les archéologues continuent d’explorer.  

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Des volcans et des hommes

Les deux catastrophes naturelles les plus meurtrières du XXe siècle sont des éruptions. Celle de la montagne Pelée en Martinique, en 1902, a intégralement détruit Saint-Pierre et fait plus de 30 000 victimes. Et, en 1985, en Colombie, près de 23 000 habitants d’Armero ont été ensevelis dans leur sommeil par des coulées de boue volcanique provoquée par l’éruption du Nevado del Ruiz. 

Entre fascination…

Mais quelle dangereuse idée de continuer, comme à Pompéi, à construire des villes au pied de montagnes aussi imprévisibles que des volcans ! C’est pourtant le cas sur toute la planète. Car la terre volcanique, enrichie en sels minéraux des profondeurs du globe, est particulièrement fertile. Les vignes et arbres fruitiers qui poussaient aux abords du Vésuve avaient d’ailleurs fait la prospérité de Pompéi. Et aujourd’hui, le mont Fuji, au Japon, s’élève au milieu des champs de thé, tandis que certaines îles volcaniques d’Indonésie parviennent à faire trois récoltes annuelles de riz grâce à la richesse de leur sol. Au total, selon un rapport des Nations Unies datant de 2015, plus de 800 millions de personnes dans le monde vivent à moins de 100 km d’un volcan en activité. 

… et prévention

Il est donc essentiel de surveiller les volcans pour anticiper leurs éruptions et prévenir les populations. 

Parmi les signes avant-coureurs d’une éruption, les trémors sont des tremblements de terre de faible intensité liés à la remontée du magma dans les cheminées volcaniques. Ils sont détectables par le changement de fréquences des ondes sismiques. 

Nombre d’observatoires sont donc volcanologiques et sismologiques, comme celui chargé de la surveillance de la Soufrière en Guadeloupe, au centre d’un reportage de RFO en 2004.

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La France travaille désormais à la mise en place, en 2029, de son premier observatoire volcanologique sous-marin pour aller surveiller au plus près celui apparu au large de Mayotte en 2018. Il s’agit notamment d’aller installer des appareils de mesures par plus de 1 500 mètres de profondeur. 

Les ondes sismiques ne sont pas les seuls indices du réveil des volcans, qu’ils soient terrestres ou océaniques. Les gonflements du sol et les variations d’inclinaison de pente peuvent par exemple être décelés par GPS, tandis que les capteurs de température et l’analyse de la composition gazeuse des fumeroles peuvent aussi indiquer que le magma se rapproche de la surface. 

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Observer au plus près

L’étude des gaz éruptifs comme une clé de compréhension du fonctionnement des volcans et un outil de prévention des risques, c’est l’immense apport scientifique du Français Haroun Tazieff, disparu en 1998 et considéré comme le père de la volcanologie moderne. Comme en témoigne les images de l’équipe de Cinq colonnes à la une qui l’accompagnait sur les pentes de l’Etna en Sicile en 1966, observer au plus près les phénomènes volcaniques relève autant de la science que de l’aventure périlleuse.

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Ce fut même fatal à un autre couple de célèbres volcanologues alsaciens, Maurice et Katia Krafft, disparus en juin 1991 dans une nuée ardente sur les pentes du mont Uzen au Japon, dont ils observaient l’éruption en cours. 

Pour aller plus loin

La fondation La main à la pâte, engagée auprès des enseignants pour améliorer la qualité de l'enseignement des sciences et de la technologie à l'école et au collège, a publié sur son site Quand la Terre gronde.

Ce projet d'éducation aux risques naturels destiné aux élèves de primaire apporte un éclairage sur les sujets suivants, dans une approche à la fois locale et globale :

  • Les volcans
  • Les séismes
  • Les tsunamis
  • Ma commune face aux risques au contexte local 

 

Illustration, sur fond vert foncé, du projet thématique sur les volcans : elle représente, en couleur, la Terre avec un volcan en éruption, une mer traversant le globe et une montagne enneigée.

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