Stratovolcan

Unstratovolcan,ouvolcan compositeest unvolcanconstitué de plusieurs couches (strates) delavedurcie et detéphras.Contrairement auxvolcans boucliers,les stratovolcans sont caractérisés par une forme généralementconiqueet un profil escarpé,et beaucoup ont uncratèreavec souvent descônes adventifssur les flancs.

LeVésuve,près de la ville deNaplesenItalie,aviolemment éclaté en 79 apr. J.-C.La dernière éruption de ce stratovolcan s'est produite en mars 1944.

LeLanínenArgentine.

Ces édifices volcaniques ont été constitués par une succession d'éruptions explosiveset d'éruptions effusives.Les produits volcaniques (laves et téphras) sont généralementfelsiques,c'est-à-dire assez voire très riches ensilice(andésites,dacitesetrhyolites), parfoismafiques(pauvres en silice), mais en moindre quantité.Les laves riches en silice sont trèsvisqueuses:elles se refroidissent et durcissent avant d'avoir pu se répandre loin, ce qui explique la forte pente des flancs des stratovolcans. Les coulées de lave felsique étendues sont donc rares, mais certaines ont parcouru jusqu'à 15km.

Les stratovolcans font partie des types de volcans les plus courants, ils sont notamment plus communs que les volcans boucliers.Trois exemples célèbres de stratovolcans sont leVésuveenItalie,dont l'éruption de 79a enseveli les villesromainesdePompéiet d'Herculanum,leKrakatoaenIndonésie,connu pour sonéruption catastrophique de 1883,et lamontagne PeléeenMartinique,dont l'éruption de 1902a détruit la capitale économique et culturelleSaint-Pierre.Ces deux dernières éruptions ont coûté des dizaines de milliers de vies. Plus récemment, les montsSaint HelensauxÉtats-UnisetPinatuboauxPhilippinesont éclaté de façon catastrophique, mais avec moins de morts.

Parmi les stratovolcansbasaltiquesles plus actifs, il y a leOshima ō-shimaauJapon,HeklaenIslandeetKlioutchevskoïenRussie.

L'existence de stratovolcans est suspectée sur d'autres corps dusystème solaire,mais n'a pas été démontrée de manière concluante.Parmi les principaux candidats on trouve des édifices isolés surMars,commeZephyria Tholus.

Formation

Coupe transversale de la zone de subduction et des stratovolcans associés.

Les stratovolcans sont communs dans les zones desubduction,formant des chaînes et des amas le long des frontières tectoniques des plaques où lacroûte océaniqueest tirée sous lacroûte continentale(volcanisme de l'arc continental, par exemplechaîne des Cascades,Andes,Campanie) ou d'une autre plaque océanique (volcanisme de l'arc insulaire,par exemple leJapon,lesPhilippines,îles Aléoutiennes). Ils se rencontrent aussi à l'intérieur d'une plaque tectonique (c'est par exemple le cas de l'ancien volcan du Cantal). Le magma formant des stratovolcans s'élève lorsque l'eau emprisonnée à la fois dans les minéraux hydratés et dans la roche debasalteporeuse de la croûte océanique supérieure est libérée dans la roche dumanteaude l'asthénosphèreau-dessus de la plaque océanique qui s'affaisse.La libération d'eau des minéraux hydratés est appelée « as sắc chement » (enanglais:dewatering) 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 lepoint de fusionde la roche du manteau sus-jacente, qui subit alors une fusion partielle et monte en raison de sa moindre densité par rapport à la roche du manteau environnante, et se concentre temporairement à la base de lalithosphère.Le magma monte ensuite à travers lacroûte,incorporant de la roche crustale riche en silice (plus de 50 %), conduisant à unecomposition intermédiairefinale. Lorsque le magma s'approche de la surface supérieure, il s'accumule dans unechambre magmatiqueà l'intérieur de la croûte sous le stratovolcan.Leurs éruptions peuvent êtreexplosives,de typevulcanien,strombolien,péléenouplinien.

Les processus qui déclenchent l'éruption finale restent une question de recherche. Les mécanismes possibles comprennent:

• la différenciation du magma, dans laquelle le magma le plus léger et le plus riche en silice et lesvolatilstels que l'eau, les halogènes et le dioxyde de soufre s'accumulent dans la partie la plus élevée de la chambre magmatique. Cela peut considérablement augmenter les pressions;
• lacristallisation fractionnéedu magma. Lorsque des minérauxanhydrestels que lefeldspathse cristallisent hors du magma, cela concentre les volatils dans le liquide restant, ce qui peut conduire à uneseconde ébullitionqui provoque la séparation d'une phase gazeuse (dioxyde de carbone ou eau) du magma liquide et augmente les pressions dans la chambre magmatique;
• l'injection de magma frais dans la chambre magmatique, qui mélange et chauffe le magma plus froid déjà présent. Cela pourrait forcer les volatils à sortir de la solution et réduire la densité du magma plus froid, ce qui augmente la pression. Il existe des preuves considérables d'un 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 bord de pyroxène;
• la fusion progressive de l'encaissant.

Ces déclencheurs internes peuvent être modifiés par des déclencheurs externes tels que l'effondrement du secteur(en),lestremblements de terreou lesinteractions 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 lors d'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 à partir 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

L'Etnasur l'île deSicile,dans le sud de l'Italie.

Lemont FujiàHonshu(en haut) et lemont UnzenàKyushu(en bas), deux stratovolcans duJapon.

Dans l'Histoire, les éruptions explosives sur une zone de subduction (frontière convergente) des volcans ont posé le plus grand danger pour les civilisations.Les stratovolcans de la zone de subduction, tels que lemont Saint Helens,le montEtnaet le montPinatubo,éclatent généralement avec une force explosive: le magma est trop rigide pour permettre une fuite facile des gaz volcaniques. En conséquence, les énormes pressions internes des gaz volcaniques piégés restent et se mélangent dans le magma pâteux. À la suite de la rupture du confinement et de l'ouverture du cratère, le magma dégaze de manière explosive, ce qui provoque souvent desnuées ardentesdévastatrices.

Depuis 1600 après J.-C., de 300 000 personnes ont été tuées par des éruptions volcaniques.La plupart des décès ont été causés par descoulées pyroclastiqueset deslahars,qui accompagnent souvent les éruptions explosives des stratovolcans de la zone de subduction. Les écoulements pyroclastiques sont des mélanges incandescents rapides, en forme d'avalanche, de balayage du sol, de débris volcaniques chauds, de cendres fines, de lave fragmentée et de gaz surchauffés qui peuvent aller à des vitesses supérieures à160km/h.Environ30 000 personnesont été tuées par des coulées pyroclastiques lors de l'éruption de la montagne Pelée en 1902sur l'île de laMartiniquedans les Caraïbes. De mars àavril 1982,trois éruptions explosives d'El Chichóndans l'État duChiapas,dans le sud-est du Mexique, ont provoqué la pire catastrophe volcanique de l'histoire de ce pays. Les villages à moins de 8kmdu volcan ont été détruits par des coulées pyroclastiques, tuant plus de2 000 personnes.

Deuxvolcans de la décenniequi ont éclaté en 1991 fournissent des exemples de dangers liés aux stratovolcans. Le15 juin,le mont Pinatubo a craché un nuage de cendres jusqu'à 40kmdans l'air et a produit d'énormes surtensions pyroclastiques et des inondations de lahar qui ont dévasté une grande zone autour du volcan. Le Pinatubo, situé dans lecentre de Luzonà seulement 90kmà l'ouest-nord-ouest deManille,était en sommeil pendant six siècles avant l'éruption de 1991, qui se classe comme l'une des plus grandes éruptions duXX^esiècle.Toujours en 1991, levolcan Unzendu Japon, situé sur l'île de Kyushu à environ 40kmest deNagasaki,s'est réveillé de son sommeil de200 anspour produire un nouveaudôme de laveà son sommet. À partir de juin, l'effondrement répété de ce dôme en éruption a généré des flux de cendres qui ont balayé les pentes de la montagne à des vitesses aussi élevées que200km/h.Unzen est l'un des plus de75 volcansactifs 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 79a complètement étouffé les anciennes villes voisines dePompéiet d'Herculanumavec d'épais dépôts desurtensions pyroclastiqueset de coulées delave.Bien que le nombre de morts soit estimé entre 13 000 et 26 000, le nombre exact n'est toujours pas clair. Le Vésuve est reconnu comme l'un des volcans les plus dangereux, en raison de sa capacité à depuissantes éruptions explosivescombinée à la forte densité de population de la régionmétropolitaine de Naples(totalisant environ 3,6 millions d'habitants).

Cendres

Couverture enneigée des dépôts de cendres du montPinatubodans un stationnement de labase aérienne Clark(15 juin 1991).

En plus d'affecter éventuellement le climat, les nuages volcaniques des éruptions explosives posent également un grave danger pour la sécurité aérienne.Par exemple, lors de l'éruption deGalunggungen 1982 àJava,levol 9 de British Airwaysa volé dans le nuage de cendres, souffrant d'une panne de ses moteurs temporaire et de dommages structurels. Au cours des deux dernières décennies^[Quand?],plus de60 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^[évasif].Heureusement, à ce jour^[Quand?],aucun accident ne s'est produit en raison du vol d'un avion à réaction dans les cendres volcaniques. Les chutes decendressont une menace pour la santé lorsqu'elles sont inhalées et constituent également une menace pour les biens avec une accumulation suffisante. Une accumulation de 30cmsuffit à provoquer l'effondrement de la plupart des bâtiments^{[réf. nécessaire]}.Les nuages denses de cendres volcaniques chaudes, provoqués par l'effondrement d'unecolonne éruptiveou étant expulsés latéralement lors de l'effondrement partiel d'un édifice volcanique ou d'un dôme de lave pendant des éruptions explosives, peuvent générer des flux ou des surtensions pyroclastiques dévastateurs, qui peuvent balayer tout sur leur passage.

Lave

Le volcanMayonextrudant des coulées de lave lors de son éruption le29 décembre 2009.

Les coulées de lave des stratovolcans ne constituent généralement pas une menace importante pour les humains et les animaux, car la lave hautementvisqueusese déplace assez lentement pour que tout le monde puisse fuir le chemin de l'écoulement. Les coulées de lave sont plus une menace pour la propriété. Cependant, tous les stratovolcans n'émettent pas de lave visqueuse et collante. LeNyiragongoest très dangereux, car sonmagmaa 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 raides sur lesquelles la lave peut couler jusqu'à 100km^{[réf. nécessaire]}.Les coulées de lave pourraient faire fondre la glace et les glaciers qui se sont accumulés sur le cratère du volcan^[Lequel?]et les pentes supérieures, générant des flux massifs delahar.Dans le cas des laves fluides, des fontaines de lave massives peuvent se produire, tandis que la lave de viscosité plus épaisse peut se solidifier dans l'évent, créant unblocqui peut entraîner des éruptions hautement explosives.

Bombes volcaniques

Les bombes volcaniques sont desroches ignéesextrusives allant de la taille de livres à celle de petites voitures, qui sont éjectées de manière explosive des stratovolcans pendant leurs phases éruptives culminantes. Ces « bombes » peuvent être projetées à plus de 20kmdu volcan, et présentent un risque pour les bâtiments et les êtres vivants lors de la prise de vue^[Quoi?]à des vitesses très élevées (centaines de kilomètres par heure) dans les airs. La plupart des bombes n'explosent pas elles-mêmes à l'impact, mais portent plutôt une énergie suffisante pour avoir des effets destructeurs comme si elles explosaient.

Lahar

Les lahars (d'un termejavanaispour 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. En fonction de la proportion et de la température de l'eau par rapport au matériau volcanique, les lahars peuvent aller de coulées épaisses et gluantes qui ont la consistance d'un béton humide à des inondations à écoulement rapide et épais.Les lahars déferlant sur les flancs escarpés des stratovolcans ont la force et la vitesse 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'éruptionduNevado del RuizenColombieen 1985 ont fait fondre la neige et la glace au sommet de ce haut (5 321m) volcan andin. Le lahar qui a suivi a inondé la ville d'Armeroet ses environs, tuant 25 000 personnes^{[réf.souhaitée]}.

Effets sur le climat, l'atmosphère et conséquences sanitaires

Éruption dePaluwehvue de l'espace

L'impact de l'éruption du mont Pinatubo enjuin 1991a 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 auxparticules;cette éruption a soulevé des particules haut dans lastratosphère.Lesaérosolsqui se sont formés à partir dudioxyde de soufre(SO₂), dudioxyde de carbone(CO₂) et d'autres gaz se sont dispersés dans le monde. La masse de SO₂dans ce nuage - environ 22 millions de tonnes - combinée à l'eau (à la fois d'origine volcanique et atmosphérique) a formé des gouttelettes d'acide sulfurique,empêchant une partie de la lumière du soleil d'atteindre latroposphèreet le sol. Le refroidissement dans certaines régions aurait été jusqu'à0,5K.Une éruption de la taille du mont Pinatubo a tendance à affecter le temps pendant quelques années; le matériau injecté dans lastratosphèretombe progressivement dans latroposphère,où il est emporté par la pluie et les précipitations nuageuses.

Un phénomène similaire, mais extraordinairement plus puissant, s'est produit lors de l'éruption cataclysmique d'avril 1815du montTamborasur l'île deSumbawaenIndonésie.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'à3,5K.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 régions d'Europe, d'Asie, d'Afrique et d'Amérique du Nord, 1816 était connue sous le nom de «année sans été», ce qui provoqua une crise agricole considérable et une brève, mais amère famine, qui provoqua une série de détresses sur la plupart des continents touchés, dont la première pandémie mondiale de choléra.

Notes et références

• (en)Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé«Stratovolcano»(voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Bibliographie

• (en)Katherine Cosburn et Mousumi Roy, «Analysing the topographic form of stratovolcanoes»,Journal of Volcanology and Geothermal Research,vol.407,‎1^erdécembre 2020,articlen^o107123(DOI10.1016/j.jvolgeores.2020.107123)
• (en)VyacheslavZobin,Developments in Volcanology,vol.6:Introduction to Volcanic Seismology,Elsevier,2003,474p.(ISBN9780444513403,ISSN1871-644X,DOIhttps://doi.org/10.1016/S1871-644X(03)80205-X,présentation en ligne),chap.5(« Volcano-tectonic earthquakes at basaltic volcanoes »),pages 67-91.
• Peter Longerich,Himmler: l'éclosion quotidienne d'un monstre ordinaire,Paris, éditions Héloise d'Ormesson,2010,917p.
• Hans-UlrichSchmincke,Volcanism,Berlin, Springer,2003(ISBN9783540436508),p.71.

Articles connexes

• Volcan bouclier
• Dôme de lave
• Liste de stratovolcans
• Cône de scories
• Formation des montagnesFormation des montagnes
• Orogenèse
• Bouclier pyroclastique(en)

Liens externes

• «Strato-volcan», surFutura-Sciences(consulté le5 décembre 2020)