Les volcans issus de la subduction sont des volcans auxquels une grande attention est portée, car ils sont les appareils volcaniques aériens les plus nombreux et les plus dangereux.
Ils engendrent des catastrophes à bien des niveaux :
- d’immenses panaches de cendres perturbent le trafic aérien (le volcan Galungung, à Java, en 1982) et le climat régional, voire planétaire, lorsque les cendres font le tour de la Terre pendant plusieurs années (comme ce fut le cas pour l’éruption du Mont Saint Helens aux Etats-Unis en 1981)
- les cendres se répandent sur des dizaines ou centaines de km2 et s’accumulent sur les toits des habitations, les rendant dangereuses à cause des risques d’écroulement, comme au Pinatubo, aux Philipines en 1991. Ces cendres recouvrent tout (routes, champs…). Les récoltes sont perdues.
- l’air devient irrespirable pour les populations et le bétail
- des nuées ardentes dévalent les pentes du volcan, comme à la Montagne Pelée, en Martinique en 1902 faisant 28000 victimes.
- des lahars (fleuves de boue et de cendres) détruisent, tuent et emportent tout sur leur passage (Nevado del Ruiz, Colombie, 1985 plus de 24000 victimes).
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Quels sont les mécanismes des éruptions lors de subduction ?
le volcanisme de subduction donne le plus souvent naissance à des volcans gris de type explosif car les magmas des zones de subduction sont de nature andésitique, riches en silice, donc visqueux, et riches en éléments volatils : eau, gaz carbonique, etc. Ces gaz se détendent – ils augmentent de volume – et tentent de remonter vers l’extérieur à l’air libre, mais ils sont fortement ralentis par la viscosité du magma. Ils se concentrent et restent prisonniers des cavités jusqu’à ce que la pression devienne trop forte : les gaz font ensuite éclater les parois des roches encaissantes.
Les plus fortes éruptions volcaniques en indice d’explosivité volcanique se produisent sur ce type de volcan ; ils peuvent être intégralement détruits au cours de leur éruption, donnant alors naissance à une caldeira. Il y a environ 75 000 ans, la plus forte explosion connue (équivalente à 40 millions de bombe atomique type Hiroshima) fut à l’origine du plus grand cratère (caldeira) : le lac Toba, à Sumatra, Indonésie qui a 100km de long et 30 km de large!
les magmas des volcans gris étant visqueux, ces volcans produisent des modelés caractéristiques d’émission de lave pâteuse ou visqueuse tels que les dômes de lave et les aiguilles de lave,les nuées ardentes, les panaches éruptifs de très grande dimension et les lahars. Mais aussi les volcans eux-mêmes qui prennent la forme de montagnes aux pentes relativement prononcées tels que les stratovolcans.
Au fait, on les appelle volcans gris a cause de la couleur majoritairement grise de leurs produits éruptifs : l’andésitique, par opposition aux volcans rouges qui émettent des laves fluides formant des coulées de lave.
Dômes de lave et aiguilles de lave
Un volcan gris est un volcan explosif émettant des laves suffisamment visqueuses pour qu’elles ne forment pas de coulée de lave mais s’accumulent au point de sortie, formant un dôme de lave, obstruant ainsi le point de sortie de la lave.
Lorsque cette masse de lave plus ou moins stable s’effondre ou explose en totalité ou en partie, un panache volcanique de cendres et de débris de roches s’élève à des kilomètres au-dessus du volcan et des nuées ardentes risquent de dévaler ses pentes à des centaines de kilomètres à l’heure, sur plusieurs kilomètres.
Les nuées ardentes
Dans cette vidéo, on peut très clairement voir la naissance d’une nuée ardente dévastatrice suite à l’effondrement partiel du dôme de lave.
Dans celle ci, on peut voir la progression des nuées ardentes du volcan Sinabung lors d’une éruption en 2015. Le Sinabung produit toujours des nuées ardentes fin 2017!
Une nuée ardente est composé de gaz, de cendres et de blocs de taille variable, porté à haute température et dévalant les pentes d’un volcan. Une nuée ardente est généralement composée d’une coulée pyroclastique située à sa base (composé des éléments les plus denses et lourds) et d’où s’élève un nuage pyroclastique (composé des éléments les plus légers et volatils).
Les nuées ardentes peuvent atteindre des vitesses comprises entre 200 et 600 km/h. Leur vitesse et leur inertie sont telles qu’elles peuvent passer outre certaines formes du relief en remontant à contre-pente, franchissant alors collines, crêtes et changeant de vallées. Les composés les plus légers peuvent se propager à la surface brulant tout sur leur chemins (y compris sur l’eau) et retombant par la suite sous forme de pluie de cendre, tandis que les éléments les plus lourds lorsqu’ils plongent dans l’océan, peuvent créer une onde de choc qui se transforme en tsunami.
Les panaches éruptifs ou panaches de cendres
Les panaches éruptifs sont plus le fait de l’explosion des dômes de laves
Les lahars
Qu’est ce que c’est qu’un Lahar? Une vidéo mieux vaut que mille mots :
Un lahar (mot d’origine javanaise) est une coulée boueuse d’origine volcanique. Ces coulées, très denses et très lourdes, emportent tout ce qui se trouve sur leur passage. Elles peuvent charrier des blocs rocheux de plusieurs dizaines de tonnes et parcourir des dizaines de kilomètres à une grande vitesse. La forte densité en matériaux des lahars (proche de la densité du béton liquide) fait que le début de la coulée peut se présenter sous la forme d’un front compact créant un véritable mur de plusieurs mètres de haut et formé de blocs, troncs d’arbres et débris poussés par le flot. La composition des lahars et leur forte teneur en matériaux leur confère également un fort pouvoir érosif (c’est en parti pourquoi les vallée et rivières proche des volcans sont très profondes) ce qui les rend d’autant plus dangereux car ils emportent alors rapidement des terrains sur lesquels peuvent se trouver des habitations. Lorsque la coulée s’immobilise, elle peut laisser d’importantes couches de dépôts. Il arrive parfois qu’en séchant, les cendres volcaniques se cimentent et forment une pierre compacte.
Les lahars se forment généralement lorsque d’importantes pluies s’abattent sur des dépôts volcaniques, mais l’eau peut provenir aussi de la fonte, par la chaleur de l’éruption, de la glace ou de la neige. Ces dépôts n’étant pas consolidés, ils sont facilement érodés et emportés dans les rivières qu’ils font déborder.
Les lahar sont très dangereux et constituent le phénomène volcanique le plus meurtrier, plus que les coulées de lave et que les nuées ardentes. En 1985 en Colombie, la ville d’Armero et 24 000 de ses habitants furent ensevelis sous un lahar de huit mètres de haut parti des pentes du Nevado del Ruiz, qui fut provoqué par la fonte de la calotte glaciaire sous la chaleur du magma.
Mais paradoxalement, Les lahars offrent aussi des opportunités économiques aux populations riveraines des rivières volcanique! Comment me diriez vous?! eh ben sur ces rivières volcaniques, il y a énormément de dépôts de sables, de graviers et de pierres. En Indonésie, vous verrez donc des mineurs séparer et récolter du sables noir volcanique, du gravier et des pierres noires et ronde de toutes tailles, qui seront ensuite vendu comme matériaux de construction.
Les volcans sont sources de destructions mais aussi source de vie. En Indonésie, ils sont craints et vénéré en même temps.
Qu’est ce que la Subduction
La subduction est le processus par lequel une plaque tectonique océanique s’incurve et plonge sous une autre plaque avant de s’enfoncer dans le manteau.
L’affrontement génère sur la plaque absorbante des replis à l’origine
de la formation de chaînes montagneuses ou d’archipels. Ainsi se sont
formés les Andes ou les Rocheuses et les arcs Indonésiens, Philippins,
ou le Japon.
C’est dans ces formations que l’on trouve également les
fosses marines les plus profondes du globe. Les manifestations visibles
de cette dynamique sont une activité sismique intense, due aux
frottements des deux plaques (pouvant générer des Tsunamis dévastateur),
et la fusion partielle des matériaux profonds créant un volcanisme aux
éruptions gigantesques. La majeur partie du phénomène de subduction se
produit sur la Ceinture de feu du Pacifique.
Ceinture de feu du Pacifique
La ceinture de feu du Pacifique est une expression employée pour désigner l’alignement de volcans qui borde l’océan Pacifique sur la majorité de son pourtour, soit environ 40 000 kilomètres. La ceinture de feu compte 452 volcans, soit 75 % des volcans émergés de la planète.
Cet alignement de volcans coniques tous situés exclusivement sur les côtes ou les îles, coïncide avec un ensemble de limites de plaques tectoniques et de failles. Ces limites sont également marquées par les principales fosses océaniques de la planète.
Les volcans de la ceinture de feu du Pacifique sont donc principalement des volcans de subduction, qui s’organisent en arcs volcaniques continentaux (chaînes ou cordillères volcaniques) ou en arcs volcaniques insulaires.
Le Phénomène de Subduction en Indonésie
L’Indonésie est situé sur la ceinture de feu du pacifique et compte plus d’une centaine de volcans actifs.
Le
relief terrestre et sous-marin de l’Indonésie s’ordonne autour d’un
vieux noyau consolidé au cours de l’ère secondaire : la plate-forme de
la Sonde. Cette plate-forme constitue une vaste zone stable qui comprend
la Thailande méridionale et le Cambodge, la péninsule Malaisie, Bornéo,
ainsi que la mer épicontinentale comprise entre le golfe de Siam et
l’Indonésie à laquelle s’ajoute la mer de Java. Sur cette plate-forme de
la sonde, les mers intermédiaires
sont peu profondes. Les iles
actuelles qui composent ce noyau de vieille consolidation étaient donc
rattachées au continent indochinois lors de la dernière période
glaciaire. Bornéo, Sumatra et la péninsule de Malaisie ne doivent leur
individualisation qu’à de petites oscillations du niveau marin. Autour
de ce socle ancien, s’enroule en position externe une guirlande qui
passe par le Sulawesi, Céram, Timor et qui rejoint la chaine birmane.
L’arc
externe est bordé de fosses sous-marines très profondes. Java est
bordée au sud par une fosse dont la profondeur dépasse les 6000 mètres.
La fosse de Banda, située entre Sulawesi et les Moluques dépasse, elle,
les 5000 mètres. Immédiatement du coté intérieur de ce fossé indonésien
se trouve l’axe des anomalies négatives de la pesanteur qui passe par
les iles Mentawai, Sumbawa, et Timor. Cette anomalie isostatique
signifie qu’à la verticale de station d’enregistrement existe un déficit
de masse, donc un excès de roche de faible densité par rapport à ce qui
existerait s’il y avait compensation isostatique.
Elle met en évidence la présence d’une fosse et par conséquent le soulèvement de la croute continentale.
La Papouasie se greffe sur ce tourbillon. Elle amorce un arc qui enveloppe le continent australien et qui se prolonge en Nouvelle-Calédonie et en Nouvelle-Zélande.
L’Indonésie forme ainsi un arc insulaire, c’est-à-dire que cet archipel d’iles est situé à la frontière convergente entre plusieurs plaques lithosphériques. Il s’agit d’une zone de subduction où la plaque Indo-australienne s’enfonce sous la plaque eurasienne suivant une droite appelée plan de Bénioff, à la vitesse de 5 à 9 cm/an. A l’est de l’Indonésie ce phénoméne de subduction est compliqué par la petite plaque Philippine qui s’encastre également sous la plaque eurasienne en pivotant autour d’un point triple se situant vers l’île de Timor, provoquant ainsi une zone de double subduction.
Ce plan a un pendage variable en différents lieux du globe. Toutefois, la formation du magma qui va alimenter les volcans d’une zone de subduction se situe toujours à une profondeur comprise entre 100 et 200 kilomètres, dans une zone appelée la LVZ (= Low Velocity Zone, zone de faible vitesse caractérisée par un ralentissement des ondes sismiques qui illustre un état visqueux ou liquide). Cette zone est la moins rigide du globe et c’est sur elle que se déplacent les plaques lithosphériques.
La plaque indo-australienne plonge sur 600 kilomètres et se fracture. C’est un phénomène mécanique de frottements qui provoque, par des ruptures, des séismes. Au début de la subduction, les séismes sont superficiels. La plaque qui s’enfonce entraine des séismes de type extensif car elle a tendance à s’étirer sur elle-même. Au contraire, en profondeur la plaque ralentit sa vitesse d’enfoncement et se comprime : les séismes sot de type compressif. Les séismes ont toujours lieu suivant le plan de Bénioff jusqu’à une profondeur de 700 kilomètres.
La subduction est ainsi responsable des nombreux tremblements de terre et du volcanisme qui affecte la région indonésienne. Il est à noter que les volcans se forment uniquement sur la plaque qui ne s’enfonce pas. En Indonésie, la phénomène est compliqué par la plaque Philippine qui s’encastre également sous la plaque eurasienne en pivotant autour d’un « point triple » se situant vers Timor. La plaque Philippine progresse de 8 à 10 cm/an.
Pour en savoir plus sur la subduction : wikipedia