Le Livre d'Argent

Nouveau #Vulgadredi, nouvelle petite pause dans notre exploration du passé de la Terre pour parler un peu plus en détail d'un phénomène qu'on a déjà croisé plusieurs fois sur notre route : le volcanisme. On va donc consacrer les seize pouets de ce nouveau #VendrediVulga à détailler un peu ce que c'est au juste qu'un volcan, et comment ça marche.

Évidemment, tout le monde ici a l'idée de base en tête : une grosse montagne, avec de la lave qui en coule. La première question à se poser est donc probablement : d'où vient cette lave, au juste ? Et ça tombe bien, parce que nous avons croisés plusieurs des causes dans nos threads récents.

2/16 La principale de ces causes, à l'origine de la plupart des volcans de notre planète, c'est la tectonique des plaques. On parlera vraisemblablement plus en détails de ce que c'est au juste et de comment on l'a découverte dans un autre thread, mais l'idée générale est que la surface de notre planète est un gros puzzle en constante évolution.

La croûte terrestre et une partie du manteau, les deux couches les plus externes de notre planète, sont découpées en plaques qui glissent l'une contre l'autre, ou parfois l'une sous l'autre. Ces frottements génèrent des séismes, mais également un échauffement qui fera pousser un certain nombre de volcans aux limites de ces plaques. [Édit : j'ai un poil trop simplifié ici, lisez la précision de @kipuka en réponse à ce thread !]

3/16 Nous avons vu dans un thread récent⁽*⁾ que la mise en place de la tectonique des plaques a marqué le début de l'Archéen, le second éon de notre planète, qui s'achèvera quand ce mécanisme sera devenu dominant dans la formation de la croûte terrestre. Mais dominant ne veut pas dire unique, et, en l'occurrence, les volcans peuvent avoir une autre cause.

Il existe en effet des zones appelées « point chaud » où, pour une raison pas toujours forcément bien déterminée, la chaleur interne de notre planète est plus élevée qu'ailleurs, ce qui peut aussi engendrer un volcan. Ou plutôt plusieurs volcans successifs, s'enchaînant au fil du temps.

(∗) Celui-ci, si jamais vous l'aviez manqué : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B2LuuVzTLtGtHpY252

4/16 En effet, si ces points chauds sont fixes par rapport aux couches inférieures de notre planète, ils sont situés plus en profondeur que les plaques (tout en restant dans le manteau, donc plutôt la partie externe), ce qui fait que lorsque les plaques se déplacent au dessus d'eux, de notre point de vue en surface, plusieurs volcans semblent se former l'un après l'autre.

C'est ce type de configuration qui est à l'origine des archipels volcaniques comme celui des îles Hawaï ou des îles Canaries. Bien sûr, il faut ici se rappeler que le déplacement des plaques se fait très lentement à notre échelle, cela prend des durées de temps géologiques comme celles que l'on aborde dans les autres threads de la série.

5/16 Le cas de l'Islande est assez particulier : l'île est située à la fois aux limites de deux plaques, dans le prolongement de la dorsale océanique qui court au milieu de l'océan Atlantique, et au dessus d'un point chaud. C'est la combinaison de ces deux facteurs qui cause l'importante activité volcanique locale, dont les conséquences se font parfois sentir un peu plus loin.

Mais parfois, les points chauds seuls suffisent à causer des activités volcaniques assez intenses. On peut ainsi mentionner le cas de l'île de la Réunion, beaucoup plus petite, mais déjà assez grande pour que le volcan à l'origine de la formation de l'île, le Piton des Neiges, ait laissé la place au volcan actuellement actif au dessus du point chaud, le Piton de la Fournaise.

6/16 Mais si l'île existe depuis environ cinq millions d'années, le point chaud lui-même est beaucoup plus ancien. Il semble ainsi à l'origine de plusieurs archipels volcaniques, dont celui des Maldives… mais également d'un phénomène volcanique particulier dont la tectonique des plaques a amené les traces jusqu'en Inde actuelle : celui des trapps du Deccan.

Il s'agit d'un empilement de lave de plus de deux kilomètres d'épaisseur. D'après les études qui en ont été faites, la longue activité volcanique qui en est a l'origine a débuté il y a environ 68 millions d'années, soit deux millions d'années avant un célèbre impact, et s'est poursuivie jusqu'à il y a environ 60 millions d'années, pour en durer donc huit au total.

Cette activité intense semble avoir elle aussi pas mal contribué à l'extinction de masse de la fin du Mésozoïque par laquelle nous avons conclu le thread de la semaine dernière : https://fadrienn.irlnc.org/notice/B33Id3NJF8nqJMBHAe

7/16 Évidemment, le volcan de l'époque n'a sans doute pas coulé en continu pendant huit millions d'années, mais plusieurs coulées, ayant formé des couches de roche de quelques dizaines de mètres d'épaisseur, se sont empilées les unes sur les autres. Il est d'ailleurs possible que les ondes sismiques provoquées par l'impact de Chicxulub aient contribué à l'ampleur du phénomène.

Ça reste à déterminer, cependant, d'autant qu'on peut également mentionner les trapps de Sibérie, une formation analogue probablement liée à l'extinction du Permien et la fin du Paléozoïque, et pour lesquelles on n'a pas encore pu identifier le lieu d'un éventuel impact correspondant. On parle ici de ce qu'on arrive à reconstituer du passé de la Terre, qu'on ne pourra sans doute jamais connaître entièrement.

8/16 Pour comprendre un peu plus en détails le phénomène, allons donc faire un petit tour en profondeur. Quel que soit le type de volcan, le point de départ est donc toujours une élévation locale de la température de la croute ou du manteau terrestre. Ce manteau est constitué de plein de sortes de roches différentes, et certaines vont alors se mettre à fondre, tandis que d'autres restent solides. On parle donc de « fusion partielle ».

Le magma ainsi formé (si les deux désignent la roche à l'état liquide, on parle usuellement de « magma » tant que ça reste sous terre et de « lave » quand ça arrive en surface), moins dense que la roche solide, va remonter vers la surface par la poussée d'Archimède et s'accumuler au sein d'une « chambre magmatique », une zone située généralement 20 à 50 kilomètres en dessous de la surface.

9/16 Certaines chambres magmatiques sont beaucoup plus grandes que d'autres, contenant beaucoup plus de magma. C'est le cas par exemple sous le parc de Yellowstone aux USA. Les éruptions sont alors plus rares, car une forte plasticité est nécessaire pour une telle accumulation ; mais lorsqu'elles surviennent, il y a beaucoup plus de lave qui sort : on parle de superéruption, et donc de supervolcan.

Dans tous les cas, le magma qui s'accumule à cet endroit refroidit et cristallise partiellement, ce qui le fait changer de composition chimique, et provoque un dégazage. Tous les volcans en activité émettent des gaz, et certains, comme le Dallol en Éthiopie, semblent se limiter à ça, même si, là encore, nous ne comprenons pas encore totalement le phénomène (il est possible que l'activité du Dallol ne soit pas vraiment volcanique).

10/16 Mais bien sûr, ce qu'on va surtout retenir, c'est le moment où la pression accumulée dans la chambre magmatique est telle que ce dégagement de gaz entraîne la lave, qui jaillit alors en surface : c'est ce que l'on appelle une éruption volcanique (la lave ne vient en général pas uniquement de la chambre magmatique, il y a plusieurs accumulations secondaires, mais on va éviter de trop rentrer dans les détails).

Ces éruptions peuvent en fait prendre plusieurs formes, en fonction de la composition de la lave. En effet, la quasi-totalité des volcans terrestres actuels émettent des laves qui sont riches en basaltes, mais la composition des roches et les phénomènes de différenciation physique font que la quantité de silice qu'elles contiennent va pas mal varier d'un volcan à l'autre.

11/16 Or, la composition chimique change la façon dont la lave se comporte. Moins elle contient de silice, plus elle va être fluide. La lave va alors pouvoir sortir relativement facilement du cratère, et avancer sur de longues distances, à la façon d'un liquide que l'on verse. On voit alors se former ce que l'on appelle des « coulées de lave », et on parle d'éruptions « effusives ».

La lave qui s'écoule dans ce genre de cas a une température d'environ 1200°. C'est moins que la température de fusion du fer (≃1500°), mais plus que celle de l'or ou du bronze (≃1000°), on en reparlera peut-être si on attaque un jour l'histoire de la métallurgie. C'est en tout cas assez pour émettre de la lumière visible, d'où la teinte rougeâtre magnifique des photos d'éruption.

Et puisque ce thread compte déjà pas mal d'autres images d'éruptions, je vous mets ici à la place un lien vers ma vidéo sur les couleurs pour comprendre pourquoi ce rouge : https://skeptikon.fr/w/vtpYiPna5LREQPL6Pz5gJn

12/16 Au contraire, une lave riche en silice va être beaucoup plus visqueuse, et donc s'écouler beaucoup moins. C'est alors la pression des gaz qui va faire le gros du travail, et l'éruption ne sera pas effusive, mais explosive. Deux cas de figure peuvent alors se produire : si le nuage de gaz s'élève très haut au dessus du volcan, on dit que se forme un « panache volcanique ».

Si au contraire ce nuage se met à dévaler les pentes du volcan, on parle de « nuée ardente », et les deux phénomènes peuvent être particulièrement dangereux. D'autant que, dans les deux cas, des blocs de lave chauds, que l'on appelle des « bombes volcaniques », sont projetés un peu partout aux alentours, et retombent donc en causant pas mal de dégâts.

13/16 Bien sûr, des cas intermédiaires sont possibles. On parle d'éruption « strombolienne » (du nom du Stromboli, un volcan présentant ce type d'éruptions) quand on voit à la fois des coulées importantes et de fortes projections, à cause d'une lave moyennement fluide.

Et puis, bien sûr, je vous parlais ici de ce qui se passe en surface, à l'air libre… Mais un nombre important de volcans sont sous-marins, et la présence d'une forte quantité d'eau liquide, se comportant différemment de l'air gazeux, autour du lieu de l'éruption change évidemment pas mal le résultat.

14/16 Au niveau des dorsales océaniques, par exemple, le contact entre l'eau et la lave chaude va créer des boules de lave entourées d'une pellicule de verre, qui se refroidissent assez différemment, formant ce que l'on appelle des laves en coussins, plus connues sous leur nom anglais : « pillow lava ».

On peut aussi évoquer les monts hydrothermaux, des volcans sous-marins émettant de grandes quantités de gaz (on les appelle aussi « fumeurs blancs » ou « fumeurs noirs », selon la couleur du nuage de fumée). Ceux-ci sont d'ailleurs des lieux très importants pour la vie sous-marine, mais on en parlera une autre fois.

15/16 En plus de ça et comme on l'a déjà évoqué dans d'autres threads, les volcans ont contribué à former l'atmosphère primitive de notre planète, maintenant une pression suffisante pour que l'eau puisse rester liquide en surface. Leur activité est aussi pour beaucoup dans la régulation du carbone atmosphérique, même si ça se fait encore une fois sur des temps géologiques, très lents par rapport au dérèglement que nous causons.

S'ils ont causé, ou au moins contribué à plusieurs extinctions de masse, les volcans contribuent donc aussi activement à rendre notre planète habitable. Mais plus généralement, leur présence et leur activité sont le signe du fait que notre planète peut elle-même être qualifiée de « vivante », dans un sens qui n'est pas le sens biologique, mais qui est quand même assez cool.

Et tenez, si vous voulez des infos sur les volcans et pas mal d'images assez magnifiques, vous pouvez suivre @kipuka ici (je les invite d'ailleurs à me relire sur ce thread !). J'aime par exemple beaucoup cette photo de l'Etna : https://social.sciences.re/@kipuka/114472754754937617

16/18 Notez aussi que si ça vous branche, j'avais déjà abordé quelques points en rapport avec ce qu'on vient de voir dans un article de blog avec encore plus d'images d'éruptions et une version audio lue par mes soins, donc n'hésitez pas à aller y jeter un œil ou une oreille pour compléter ce qu'on vient de voir.

D'ailleurs, je terminais l'article en causant un peu de mon volcan préféré, et je ne peux décemment pas terminer ce thread-ci sans le mentionner un peu ici aussi. Mais comme ça change un peu par rapport à tout ce qu'on vient de voir… ben ça va nous relancer de deux pouets histoire de prendre le temps de vous le présenter correctement et de conclure.

Et donc si vous voulez, l'article est là : https://fadrienn.irlnc.org/articles/sciences/volcans/

17/18 Ol Doinyo Lengaï. « La montagne des dieux ». Ce volcan situé en Tanzanie est, à notre connaissance, d'un type unique au monde, en tout cas parmi les volcans encore en activité (il y en a eu d'autres par le passé dont on a pu retrouver des traces), parce que la lave qu'il crache est différente de celle dont on vient de parler. Pas de basalte, peu de silice, mais un minéral riche en carbonates, qu'on appelle donc de la carbonatite.

Cette lave particulière est très fluide à une température beaucoup plus basse que celle des autres volcans : à peine plus de cinq cent degrés. À une telle température, il suffit d'une nuit pour que cette lave refroidisse et se solidifie, donnant une roche beaucoup plus claire. Alors que, sous forme de lave, trop froide pour émettre de la lumière visible, elle reste noire.

18/18 Et encore, nous n'avons parlé là que des volcans terrestres. Il y aurait aussi pas mal de choses intéressantes à dire sur le volcanisme ayant lieu sur d'autres objets de notre système solaire. D'ailleurs, j'aurai bien l'occasion de vous en dire un mot ou deux dans un futur thread, quand on repartira dans l'espace… mais on va d'abord reprendre notre exploration du passé de la Terre.

Nous avions terminé le thread de la semaine dernière avec l'extinction des Tyrannosaures, Tricératops et Ankylosaures, causée prématurément par un impact et des éruptions volcaniques. Maintenant que nous avons vu les volcans en détails, nous allons pouvoir aller jeter un œil à ce que sont devenus les quelques dinosaures survivants, ainsi que nos proches cousins les mammifères. Direction le Cénozoïque !

@Anaterya En ce qui me concerne, je l'ai découvert parce que Jacques-Marie Bardintzeff en avait parlé dans une conf' à laquelle j'ai eu la chance d'assister il y a un moment.

Mais oui, ce volcan est assez fascinant.

@kipuka C'est vrai que j'ai simplifié un peu trop. J'édite le pouet pour renvoyer vers la précision. Merci pour la relecture ! :D