Volcanisme - Cours PDF

GÉODYNAMIQUE INTERNE LE VOLCANISME LE VOLCANISME DÉFINITION ▸ Les volcans sont des édi ces géologiques témoignant, en surface, de l’activité lithosphérique où se forment les magmas. Ces derniers s’épanchent sur les continents et dans les océans en créant des reliefs dont les morphologies...

GÉODYNAMIQUE INTERNE LE VOLCANISME LE VOLCANISME DÉFINITION ▸ Les volcans sont des édi ces géologiques témoignant, en surface, de l’activité lithosphérique où se forment les magmas. Ces derniers s’épanchent sur les continents et dans les océans en créant des reliefs dont les morphologies sont directement liées aux types d’éruptions et à la nature des laves émises. fi LE VOLCANISME TYPES D’ÉRUPTIONS ▸ 2 principaux types d’éruptions volcaniques : ▸ éruptions effusives, caractérisées principalement par des écoulements de laves ▸ éruptions explosives, dominées par des projections de matériel ▸ Entre ces deux types d’éruptions, il est possible de dé nir des mécanismes intermédiaires (extrusifs et mixtes ) tout en gardant à l’esprit que la dynamique éruptive d’un édi ce peut varier au cours du temps. fi fi LE VOLCANISME PRODUITS DISPERSÉS PAR LES VOLCANS ▸ liquides ▸ solides ▸ gazeux ▸ La viscosité des laves émises ainsi que la proportion relative des trois produits d’émission vont in uencer fortement la forme de l’édi ce volcanique fi fl LE VOLCANISME TYPES DE DYNAMIQUES ÉRUPTIVES ▸ 4 types de dynamiques éruptives (et de volcans) : ▸ hawaïen (volcans d’Hawaï) ▸ strombolien (Stromboli en Italie) ▸ vulcanien (Vulcano en Italie) ▸ péléen (Montagne Pelée en Martinique) LE VOLCANISME NATURE DES PRODUITS D’ÉMISSION ET TYPES DE VOLCANISME LE VOLCANISME PRODUITS D’ÉMISSION LE VOLCANISME SCHÉMA GÉNÉRAL D’UN VOLCAN LE VOLCANISME LE VOLCANISME DANS LE CONTEXTE DE LA TECTONIQUE Source : Bourque, P.-A., Planète Terre, http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html TECTONIQUE DES PLAQUES CONSÉQUENCE : LE VOLCANISME LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES DE SUBDUCTION Source : Bourque, P.-A., Planète Terre, http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html LE VOLCANISME LE VOLCANISME DE POINT CHAUD Source : Bourque, P.-A., Planète Terre, http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html LE VOLCANISME LE VOLCANISME DE POINT CHAUD Source : Bourque, P.-A., Planète Terre, http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html LE VOLCANISME LOCALISATION DES VOLCANS SUR TERRE LE VOLCANISME UN VOLCAN EN ÉRUPTION LE VOLCANISME TYPES D’ÉRUPTION LE VOLCANISME TYPES D’ÉRUPTION LE VOLCANISME TYPES DE VOLCANS LE VOLCANISME LE VOLCANISME LE VOLCANISME ▸ Expression du magmatisme ▸ Magmas : mise en relation du manteau avec la surface de la lithosphère ▸ Manifestation de l’évacuation de l’énergie thermique de la Terre ▸ Se concentrent dans des réservoirs avant de monter à la surface ▸ A la surface, on parle de lave ▸ Diversité géochimique et physique des magmas ▸ Volcanisme > manifestation en surface du refroidissement de la Terre LE VOLCANISME LE VOLCANISME ▸ Phénomène intermittent : repos et éruptions ▸ Volcan actif > activité actuelle ou historique ▸ Volcan en dormance > pas d’activité historique ▸ Volcan éteint ou inactif > aucune activité depuis 10’000 ans ▸ Mais les périodes de repos peuvent aller de 10’000 à 100’000 ans LE VOLCANISME LES VOLCANS SUR TERRE ▸ 40 volcans actifs chaque année (continents) ▸ + tous les volcans des 70’000 km de rifts océaniques ▸ Le plus haut : Llullaillaco (Andes), 6’739 m ▸ Le plus grand : Mauna-Loa (Hawaii), 4’170 m, 9’000 m par rapport aux fonds marins, 400 km de diamètre ▸ Dans le système solaire : Olympus Mons, sur Mars, 27 km de haut, 700 km diamètre LE VOLCANISME RÉPARTITION DU VOLCANISME SUR TERRE ▸ Zones d’accrétion (dorsales médio-océaniques) ▸ Zones de convergence : subduction et collision ▸ Domaine intraplaque : les points chauds LE VOLCANISME RÉPARTITION DU VOLCANISME SUR TERRE LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES D’ACCRÉTION ▸ Dans le dorsales médio-océaniques ▸ Ponctuel ou ssural ▸ Calme : type de basalte et pression ▸ Hydrothermalisme fréquent ▸ Refroidissement brusque dans l’eau à 4°C ▸ Basaltes tholéiitiques ou MORB > pillow lavas, tubes, lacs de laves fi LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES D’ACCRÉTION ▸ Sous-marin en général (4-5 km épaisseur) ▸ Peuvent émerger : ▸ Islande ▸ Açores ▸ Sainte-Hélène ▸ Ascension ▸ … LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES DE CONVERGENCE ▸ Subduction et collision LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES DE CONVERGENCE ▸ Convergence entre deux plaques océaniques ▸ Antilles, Japon, Tonga, etc ▸ Convergence entre une plaque océanique et une plaque continentale ▸ Andes, Mt St Helens, etc. ▸ Convergence entre deux plaques continentales ▸ Méditerranée, Mont Ararat, Tibet LE VOLCANISME LE VOLCANISME DES ZONES DE CONVERGENCE LE VOLCANISME LE VOLCANISME INTRAPLAQUE : LES POINTS CHAUDS ▸ Manifestation en surface d’un panache mantellique ▸ Température anormalement élevée (1550°C au lieu de 1250°C à la base de la lithosphère) ▸ Anomalies de densité > ascension de matière (poussée d’Archimède) ▸ S’étale sous la lithosphère rigide ▸ Fond par décompression vers 100-200 km de profondeur ▸ Si volume suf sant > traverse la lithosphère fi LE VOLCANISME LE VOLCANISME INTRAPLAQUE : LES POINTS CHAUDS ▸ GPM (grandes provinces magmatiques) ou LIP ▸ Énormes volumes de lave ▸ Périodes restreintes < 5 Ma ▸ Plateaux océaniques ou trapps continentaux ▸ Dérive des plaques lithosphériques > alignements LE VOLCANISME BASALTES DES PLATEAUX : DEKKAN ET COLUMBIA RIVER LE VOLCANISME BASALTES DES PLATEAUX DANS LE MONDE LE VOLCANISME MIGRATION DES MAGMAS VERS LA SURFACE ▸ Chambre magmatique qq km sous la surface ▸ Système de ssures ( lons) ▸ Verticales : dykes ▸ Horizontales : sills, qui peuvent connecter des lons ▸ Durée entre la mise en place et la remontée : de 1000 à > 100’000 ans ▸ Vitesse de remontée des magmas augmente proche de la surface fi fi fi LE VOLCANISME LE VOLCANISME LE VOLCANISME BASALTES DES PLATEAUX DANS LE MONDE LE VOLCANISME LES ROCHES MAGMATIQUES : CARACTÉRISTIQUES ▸ Texture : grenue, microgrenue, microlitique, vitreuse ▸ Acidité et saturation en silice ▸ Coloration : du blanc au noir LE VOLCANISME LES ROCHES VOLCANIQUES ▸ Rhyolites ▸ Trachytes ▸ Dacites ▸ Andésites ▸ Basaltes ▸ Dolérites ▸ Phonolites ▸ Téphrites LE VOLCANISME RHYOLITE ▸ 70-75% de silice ▸ Microlitique, vitreux, ▸ Claire, grisâtre, jaunâtre, verdâtre ou rougeâtre ▸ Minéraux : Quartz, orthose, biotite ▸ Aussi obsidienne (sans gaz) et ponce (avec gaz) ▸ Du grec « couler » LE VOLCANISME TRACHYTE ▸ > 70% silice, très acide ▸ Alcalines, sans quartz ▸ Microlitique ▸ Beiges à grises ▸ Minéraux : amphiboles, biotite ▸ Du grec « rugeux » LE VOLCANISME DACITE ▸ 65-70% de silice ▸ Microgrenues ▸ Gris clair ▸ Chaînes de subduction LE VOLCANISME ANDÉSITE ▸ 56-63% de silice ▸ Microlitique ▸ Grises à noires ▸ Arcs volcaniques de subduction ▸ Subduction sous plaque continentale (Andes) LE VOLCANISME BASALTE ▸ 45-52% de silice ▸ Acides ▸ Microlitique ▸ Noires et denses ▸ Dorsales ▸ Arcs insulaires ▸ Points chauds LE VOLCANISME DOLÉRITE ▸ 45-52% de silice ▸ Acides ▸ = basalte microgrenu ▸ Dans les lons et sills fi LE VOLCANISME PHONOLITE ▸ 50-60% de silice ▸ Alcalines ▸ En plaques souvent ▸ Bruit clair quand on les frappe ▸ Dans les dôme et dykes ▸ Par ex. Hoggar, Auvergne LE VOLCANISME TÉPHRITE ▸ 40-45% de silice ▸ Alcalines ▸ Microlitiques ▸ Claire, grisâtre LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS : FACTEURS DE CONTRÔLE ▸ Propriétés physico-chimiques et dégazage ▸ Viscosité ▸ Si uide, dégazage facilité, effusif ▸ Si visqueux, retient le gaz, explosif ▸ Dépend de la teneur en silice (SiO2) ▸ Dépend de la cristallisation ▸ Dépend de la température fl LE VOLCANISME LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS : FACTEURS DE CONTRÔLE ▸ Propriétés physico-chimiques et dégazage ▸ Éléments volatils dans le magma ▸ Sous forme dissoute à haute pression ▸ > phase gazeuse lors de la remontée ▸ Les bulles diminuent la densité ▸ > accélération dans le conduit > décompression plus forte > les bulles grossissent ▸ Seuil de fragmentation du magma LE VOLCANISME LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS : FACTEURS DE CONTRÔLE ▸ Dégazage : 2 situations extrêmes ▸ Système fermé ▸ Très explosifs > éruptions pliniennes ▸ Système ouvert ▸ Fragmentation réduite ▸ Les gaz s’échappent lentement ▸ Effusif : laves ou dômes ▸ Versions intermédiaires : dynamisme strombolien LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS : FACTEURS DE CONTRÔLE ▸ Gaz volcaniques ▸ H2O, CO2, SO2, H2S principalement LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS EFFUSIFS ▸ Laves dégazées ou pauvres en gaz ▸ Écoulement en surface ▸ En fonction de la viscosité : ▸ Peu visqueuses, basaltiques, s’écoulent facilement ▸ Très visqueuses, trachytes, riches en silice, forment un dôme LE VOLCANISME COULÉES DE LAVES ▸ Grandes distances (qq dizaines de km) ▸ Températures entre 600 et 1200 °C ▸ Vitesses entre qq m/h et qq dizaines de km/h ▸ Trapps : éruptions ssurales, épanchements puis cônes… ▸ Les plus uides > pahoehoe, lisses et cordées ▸ Prismes en refroidissant, colonnes, orgues ▸ Tunnels de lave ▸ Sous l’eau : lave en coussins (pillow lava) ou en tubes fl fi LE VOLCANISME LE VOLCANISME DÔMES DE LAVE ▸ Laves basiques très visqueuses ▸ Dégazage partiel ou complet en système ouvert ▸ Sub-solides, ne s’écoulent pas ▸ Formation d’aiguilles et de dômes ▸ Coulées d’obsidiennes ▸ Effusif, mais peut être explosif LE VOLCANISME DÔMES DE LAVE LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS EXPLOSIFS : PYROCLASTES ▸ Cendres (Ø < 2 mm) LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS EXPLOSIFS : PYROCLASTES ▸ Lapilli (64 mm > Ø > 2 mm) LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS EXPLOSIFS : PYROCLASTES ▸ Bombes et blocs (Ø > 64 mm) LE VOLCANISME DYNAMISMES ÉRUPTIFS EXPLOSIFS : TEPHRAS LE VOLCANISME PRÉSENTATIONS IN SITU SUR LES ÎLES ÉOLIENNES ▸ Contexte tectonique méditerranéen et volcanisme Igor et Brennan ▸ Volcans italiens : ▸ Etna (Djami, Elias) ▸ Vésuve (Iris et Robin) ▸ Champs Phlégréens (Tiffanie, Dilan) ▸ Vulcano (Adèle et Jonas) ▸ Stromboli (Tiphaine, Clara, Linda) ▸ Les autres îles : ▸ Panarea, (Loïc et Maxime) ▸ Salina et autres îles (Alexis, Timéo) ▸ Lipari : les 5 étapes de l’évolution géologique ▸ Les pierres ponces de Lipari (Estelle et Agathe) ▸ Les obsidiennes (Gustav et Krish) ▸ Les dépôts volcaniques de Lipari : lahars, ignimbrites, nuées ardentes, etc. (Luca et Axel Jasmine) ▸ La végétation des Îles Éoliennes (William et Mateo)