Le Monde des Volcans N11

Les volcans du Monde

N째 11

Mars 2014

Histoire de la volcanologie Porto Folio Richard Arculus

Le Dallol

Sommaire

Edito 2

Le mot de la rédaction

News 3

Éruption en cours, nouveaux livres et coups de cœur

Article 5

De feu et de soufre

Porto folio 9

Richard Arculus

Dossier 16

Le Dallol

Volcan vu du ciel 21 Kavachi

Edito Le Monde des Volcans Revue trimestrielle éditée par E. Reiter Contact: eric.reiter73@gmail.com Rédacteur en chef: E. Reiter Personne(s) et institution(s) ayant collaboré à ce numéro: R. Arculus, J-M Bardintzeff, T. Caggegi, J.-F. Caillard, USGS, NASA,USGS, S. Wanmer, E. Reiter

Couleurs

Photos de couverture: 1ère de couv.: Dallol—Photo J.-F. Caillard 4ème de couv.: Marmite de boue au Seltun (Islande) — Photo: E. Reiter Pour avoir plus de renseignements sur les sujets abordés et connaître les sources des articles, consultez http:// lemondedesvolcans.p.ht/ Webzine/sources.htm

Cette fois, nous vous emmenons découvrir l’histoire de la volcanologie. En effet, un long chemin a été parcouru depuis la découverte des montagnes de feu par nos anciens jusqu’à l’utilisation des satellites et autres inclinomètres qui permettent maintenant une étude détaillée des volcans.

Richard Arculus travaille sur les volcans sous-marins et leur activité hydrothermale à l’Australian National University de Canberra (Australie). Il partage avec nous certaines de ces photos prises lors de ces voyages d’étude de par le monde.

Pour terminer, nous vous emmenons sur un volcan à la fois extraordinaire et atypique: le Dallol. C’est une vaste dépression couverte de soufre et d’autres minéraux issus de l’activité thermale de la région. Couleurs et beauté au rendez-vous!

Bonne lecture Eric

News Lien entre sismicité et dégazage Une étude récente a démontré que les émissions de dioxyde de soufre peuvent varier rapidement sur des périodes très courtes pendant dégazage passif d’un volcan. Cette étude démontre également qu'il existe des liens entre les émissions de dioxyde de soufre et la sismicité sur certaines périodes.

Ce résultat est obtenu en mesurant la teneur en dioxyde de soufre toutes les secondes, ce qui permet une comparaison avec les données sismiques. (source: Tamburello, G., A. Aiuppa, A. J. S. McGonigle, P. Allard, A. Cannata, G. Giudice, E. P. Kantzas, and T. D. Pering (2013), Periodic volcanic degassing behavior: The Mount Etna example, Geophys.

Res. Lett., 40, 4818–4822, doi:10.1002/grl.50924. ) (Photo: © E. Reiter).

Rencontre avec le magma Dans la région du Krafla (Islande), un forage géothermique est entré en contact avec une poche de magma. Au lieu de cimenter le trou (comme cela avait été fait à Hawaii en pareil cas), les ingénieurs ont tenté d’exploiter cette source de chaleur. La vapeur ainsi générée pourrait produire de l’ordre de 36MW d’électricité. Plutôt encourageant! (source: https:// theconversation.com/drilling-surprise-opens-door-tovolcano-powered-electricity-22515) (Photo: © E. Reiter).

Les volcans présents aux jeux Olympiques d’hiver Vous me demanderez: quel lien peut-il y avoir entre les volcans et les Jeux Olympiques d’hiver? Et je vous répondrais: le curling! Ce sport méconnu est un peu la pétanque des jeux d’hiver. Son principe est de lancer un objet (appelé pierre) le plus près possible du centre d’une cible.

Et cette pierre est taillée dans une roche volcanique d’une île écossaise en raison de sa faible conductivité thermique, de son imperméabilité et de sa relative élasticité. (source: http://blogs.egu.eu/bar/2014/01/30/science-snap17-ailsa-craig/) (Photo: © British Geological Survey )

News Indonésie Plusieurs volcans de cette région sont en éruption. Le Sinabung poursuit son activité même si celle-ci est désormais moins explosive: un dôme coulée est en train de se mettre en place dans le cratère et sur un des flancs de l’édifice.

Le Kelud a connu en février une brève mais très forte éruption qui a recouvert toute la région de cendres, provoquant la fermeture de deux aéroports internationaux et le décès de 16 personnes. (Photo © Aldnonymous ). .

Nishino-Shima (Japon) L’éruption se poursuit sur cette petite île apparue fin 2013 au large du Japon. Le dernier survol de l’île par les garde côtes japonais montre qu’elle poursuit son agrandissement malgré l’érosion des vagues de l’Océan Pacifique.

(Photo © garde côtes japonais)

Etna (Italie) Après une série de paroxysmes, le Nouveau Cratère Sud-Est a maintenant une activité plus calme et plus pérenne. Depuis plusieurs semaines, une activité effusive et strombolienne se sont mises. La coulée s’échappe de la base de ce cône en direction du Valle del Bove. Son alimentation varie et le tremor reste à un niveau bas. De petites émissions de cendres sporadiques sont observées. (Photo © T. Caggegi)

De feu et de soufre L’histoire de la volcanologie Texte: S. Wanmer Photos: J.-M. Bardintzeff, NASA, USGS, E. Reiter

Que vous soyez un passionné de volcan ou pas, tout le monde a déjà vu des images de volcans dans les journaux, et a une certaine idée de ce dont est capable un volcan. Mais comment sommes-nous arrivés à ce niveau de compréhension des phénomènes volcaniques? Et comment nos ancêtres imaginaientils le fonctionnement interne de notre planète? Dans cet article, nous allons plonger dans l'histoire de la volcanologie et jeter un oeil à quelques exemples classiques d'éruptions qui ont changé notre point de vue sur la Terre pour toujours!

Au commencement Les éruptions volcaniques ont été observé depuis l'évolution des premiers humains il y a des millions d'années. Elles ont frappé l'imagination des premiers peuples qui les ont transcrites en contes relatant la colère des dieux qui vivaient sous de grandes montagnes, comme la présence de Pelé le dieu des volcans, le feu et la foudre qui vit dans Kilauea, à Hawaï et Typhon la bête grecque qui est coincée sous l’Etna. Ainsi, les volcans se trouvaient au milieu d'un brouillard de mythes et de légendes, qui ont alimenté la fascination des gens pour ces «montagnes de feu» durant des milliers d'années.

Les premières idées de processus qui pourraient causer les éruptions ont été imaginées par les philosophes grecs : Le philosophe Anaxagore suggère que les éruptions ont été causées par un grand vent dans la terre ; ce vent frotte contre les rochers, les réchauffent et les fait ainsi fondre. Une autre théorie est que la chaleur dans la terre a été générée par la combustion du soufre et d'autres substances. Ces idées resteront en place durant de nombreuses années.

Le développement de la volcanologie moderne Pline l'ancien était un érudit curieux qui voulait documenter tout ce que les Romains connaissaient du monde naturel. Il a mené l'une des premières expéditions sur un volcan. Même s’il a grandement

contribué à notre compréhension collective des volcans, il a rencontré son destin lors de l'éruption du Vésuve en 79 après JC, une éruption qui a vu l'un des premiers témoignages écrits d'une éruption volcanique majeure, écrit par son neveu, Pline le jeune.

En 1665, un autre érudit nommé Athanasius Kircher produit la première carte indiquant l'emplacement des volcans dans le monde.

Jusqu'au XVIIIème siècle, la volcanologie a été principalement basée sur des théories et ne comportait pas que peu d’études de terrain. Le «fondateur» de la volcanologie est donc souvent considéré comme étant Sir William Hamilton, ambassadeur britannique à Naples : il a assisté à plusieurs éruptions du Vésuve et effectué des excursions sur l'Etna et sur les sites dévastés par les tremblements de terre. Il a écrit des articles et les comptes rendus de ses observations qui ont été publiés par la Royal Society dans les années 1770. En 1783, Ben Franklin a réalisé que les éruptions volcaniques pourraient refroidir la Terre. Cette idée émergea peut-être lors de la grande éruption du Laki en Islande qui a produit un vog (brouillard volcanique) qui a recouvert une grande partie de l'Europe du Nord et a eu des effets dévastateurs sur les cultures, le bétail et la santé humaine. Cette idée a été soutenue par l'éruption du Tambora, en Indonésie, qui conduisit, en 1815, à « l'année sans été».

Plus tard dans les années 1700, James Hutton, un géologue célèbre pour la compréhension des processus géologiques à partir des observations de strates (séquences de roche) en Ecosse a réalisé que le magma ne se « crée » pas uniquement lors d’une éruption volcanique, mais peut aussi s'immiscer dans la croûte et solidifier là, formant des digues.

Eruptions importantes L'éruption du Krakatoa , en Indonésie, en 1883 a été enregistrée par de nombreux témoins oculaires , et, pour la première fois, des nouvelles de cette éruption ont été transmises par télégraphe à travers le monde ! Etant donné l’importance de l'éruption et la disparition des deux tiers de l'île d'origine, cet épisode a déclenché de nombreuses recherches concernant la formation des caldeiras. Il a été décidé que lors de grandes éruptions, un volcan peut s'effondrer dans le vide laissé par l'expulsion de magma lors d'une éruption , mais les mécanismes sont alors encore en discussion . L'éruption a également été la cause de l'un des plus grands tsunamis jamais vus (une vague de35 mètres de haut) et du son le plus fort jamais entendu (un coup de canon entendu à 5 000 kilomètres à la ronde!). Cette éruption a conduit à la reconnaissance de risques volcaniques qui n'avaient pas été envisagées auparavant.

L'éruption de la Montagne Pelée , en Martinique, en 1902 a vu les premières observations de courants pyroclastiques (on parle aussi de nuées ardentes), de leurs effets et des dépôts. Ces courants sont l'un des risques volcaniques les plus dangereux et ont depuis été

observés lors d'événements d'effondrement de dôme (comme à Soufrière Hills , Montserrat).

En 1943, l’éruption du Paricutin était la première naissance de volcan sur terre à être observée dès le début. Depuis, d'autres volcans sont nés, mais la plupart du temps dans la mer. Le volcan le plus célèbre à être ainsi apparu est Surtsey, au large de l’Islande , en 1963. Au cours des derniers mois, un nouveau volcan s’est formé au large des côtes du Japon de la même manière que Surtsey il y a 40 ans! (voir les news de notre dernier numéro à ce sujet) Une autre éruption a conduit à un bon dans notre compréhension des processus volcaniques : celle du Mont St. Helens, en 1980.

Ce fut l'éruption la mieux documentée et surveillée, dès le début de l'activité sismique à l'éruption climatique et ses effets encore mesurés aujourd'hui. Cette éruption était aussi la première éruption latérale explosive ayant eu des témoins directs. Toutes les phases de cette éruption ont étudiées (explosion initiale, construction du dôme, tremblements de terre précédant l'extrusion de la lave, …). Ces études ont peut-être contribué à prédire les événements qui se sont produits au cours de la plus grande éruption du XXIème siècle, au mont Pinatubo , aux Philippines en 1995 .

Pensée finale Plus nous observerons d’éruption, plus nous en apprendrons sur la façon dont fonctionnent les volcans. Ce travail sera renforcé par les avancées technologiques, mais il y a beaucoup de choses que nous devons apprendre. C'est pourquoi la volcanologie est un sujet passionnant et dynamique : vous ne savez jamais ce que vous allez découvrir !

Volcans du

Les ruines de Pompéi dominée par la silhouette du Vésuve

Vue panoramique du cratère della Fossa sur l’île de Vulcano

u monde Le c么ne du Taranaki en Nouvelle-Z茅lande

Photos: Richard Arculus

Strombolicchio est un neck situé à quelques encablures de son jeune frère, le Stromboli

Le cratère du Benbow abritant l’un des rares lacs de lave

La coulée de lave de Savai'i

Au loin, le volcan Lascar (au Chili) et ses coulĂŠes de lave dont les lobes sont visibles au premier plan.

La ce de

Le volcan Cordon Caulle en Patagonie (Chili)

a Soufrière de Saint Vinent et le dôme issu de sa ernière éruption

L’intérieur du cratère coloré et fumant de White Island, au Nord de la Nouvelle-Zélande

Stromboli en pleine action

Dallol Textes: E. Reiter Photos : J.-F. Caillard

Le volcan Dallol est situé dans la dépression du Danakil, au Nord-Estde l'Ethiopie, dans une des région lesplus reculées de la planète où les températures peuvent dépasser 55°C. Ce système volcanique comprend la montagne Dallol (qui surplomble la plaine de sel environnante d'environ 60m) et plusieurs autres sites des alentours tel que le cratère issu de l'éruption de 1926.Il est entouré de puissants dépôts d'évaporites datant de l'ère Quaternaire.

Le Dallol est le résultat d'une intrusion basaltique. La dépression circualire principale est sans doute une caldeira; toutefois ni son âge, ni sa mise en place ne sont parfaitement connus, ni expliqués.

L'ruption phréatique de 1926 a formé un cratère de 30m de diamètre et a été la dernière manifestation éruptive significative connue. Actuellement, l'activité se résume à de nombreuses sources chaudes et plus ou moins minéralisées. les couches de sel des roches environnantes sont transportées vers la surface par des fluides géothermaux et recristallisent rapidement lorsque l'eau s'évapore après son arrivée

en surface. les couleurs blanche, jaune et rouge caractéristiques sont le résultat de sulfures et de sels de potassium colorés par différentes impuretés.

Histoire du Danakil Le Danakil est situé dans la parie septentrionale du Grand Rift Est Africain. cette région se situe à 120msous le niveau de la mer. Cette zone a été recouverte par les eaux de la Mer Rouge. Puis, il y a 3000 ans, l'activité éruptive a pris naissance dans le

Golfe de Zula et a créé une barrière coupant cette région de la Mer Rouge. L'eau présente dans la dépression s'est alors progressivement évaporée, formant les couches de sels entourant le Dallol. ces dépôts sont principalement composés de sels de potassium: sylvite (KCl), carnallite (MgCl2-KCl-6H2O) et kainite (MgSO4-KCl-11/4H20).

Les gisements de potasse ne peuvent pas être pris en compte par simple évaporation de l'eau de mer, mais on pense au résultat de la hausse des saumures hydrothermales dans le recouvrant d'eau de mer au cours du processus d'évaporation. L'activité géother

male et volcanqiue est en effet commune dans les zones de rifting telles que le Danakil qui inclut le volcan Erta Ale. les dépôts sédimentaires de potasse dans la zone duDallol sont souvent recouverts d'autres évaporites et tous les environs du Dallol sont recouverts de couches alternant halite et boue sur plusieurs mètres. cette "croûte" résulte d'une alternance d'inondations (dues à un envahissement par les eaux chargées en sédiments à partir des terrains envirronants) et de périodes sèches.

Géologie Le volcan, vaste zone saline dont les bords sont hérissés de centaines de cheminées de fées, abrite d'innombrables sources chaudes soufrées, geysers, fumerolles, dépôts de sel et de soufre, concrétions, terrasses et coulées. Le sel de la dépression se mélange aux minéraux volcaniques, comme le soufre, pour créer des terrasses et des concrétions uniques.

On peut apercevoir dans certaines sources chaudes du volcan de petites coulées de sel et de saumure à 100°, de petites coulées de bischofite fondue, voire des coulées de soufre liquide. Ces substances sortent des cheminées et geysers qui ornent le site.

Parfois, des gaz toxiques émanent des fumerolles et des geysers. Il n'est pas rare de trouver des cadavres de petits animaux isolés dans le cratère. De plus, certains fonds instables dissimulent des vasques acides qui sont des redoutables pièges pour animaux et humains. Autre particularité, les petits geysers qui ne ressemblent à rien de connu. On peut apercevoir des jaillissements permanents de gaz à la surface de mares d'acides ou des geysers en forme d'éponge de cristaux salins d'où sortent des gouttelettes d'eau chaude avec un étrange gargouillis.

Des cheminées de fées de sel créent le relief du cratère, conférant au volcan un aspect étrange. Ces édifices géologiques ont été formés lorsque la mer Rouge a inondé à plusieurs reprises la dépression, il y a plusieurs milliers d'années. Le passage de la mer a construit des dépôts salins autour du volcan, et l'évaporation de l'eau combinée à l'absence de vents, a, avec le temps, formé ces colonnes de soude.

Dallol est unique par ses formations. Toutefois le Erta Ale Range connait d'autres formations sulfureuses non loin de Dallol (comme le cratère du Ash Ring, par exemple) dans les cratères de certains petits volcans auxiliaires remplis de vasques salines et d'acides bouillonnants.

Les différentes concrétions du cratère On peut observer dans le volcan des concrétions de soufre, de sel et d'autres minéraux qui affleurent dans les sources chaudes. L'origine de ces édifices minéraux est multiple. La forte acidité et la forte salinité autour du volcan font resurgir des concrétions dues à la forte présence de chlorure de magnésium, de soufre, de potasse et de saumure liquide et de bischofite fondue qui, cristallisés, créent les différentes concrétions du site. Des grands taux de saumure dispersés dans l'acide créent aussi des fleurs de sel cristallisées. Les conditions désertiques et isolées du Dallol encouragent la formation d'évaporites, responsables de l’apparition des concrétions de toute sortes.

Des formations salines, ressemblant à des coquilles d'œufs, ornent certaines zones du cratère.

Lorsque des plans d'eau isolés connaissent un taux de salinité supérieur à la moyenne (mer Morte, lac Assal…) des concrétions de sel ont tendance à se former sur les berges de ces lacs, bâtissant souvent des formes évoquant des champignons ou des stalagmites, ainsi que des concrétions évaporitiques et des « corniches » de soude solidifiée. À Dallol, le même cas se produit, mais ces édifices salins, au lieu de se former dans des eaux alcalines, baignent dans l'acide.

C'est pourquoi les concrétions adoptent des couleurs jaunes, vertes et orange, à cause du soufre qui s'y dépose.

Le soufre en grande concentration est aussi responsable de la création de concrétions cristallines, principalement autour de bouches fumerolliennes actives. Ainsi on observe près des solfatares des sortes de grandes « fourrures » de soufre jaune ou orange cristallisé qui peuvent dans certains cas mesurer près d'un mètre. Il y a aussi présence de fragiles concré

tions en forme de « coquilles d'œufs » autour des anciens dépôts.

Certaines de ces concrétions rappellent en particulier les formations calcaires que l'on peut trouver dans les grottes et les gouffres. En effet, les strates, les cristallisations et autres formations géologiques sont formées de la même manière ; alors que les concrétions des grottes se forment par la calcite façonnée par l'acide des eaux souterraines au cours des centaines d'années, dans des zones isolées géologique-

ment, les concrétions de Dallol se forment par la soude et le soufre solidifié façonnés par l'acide sulfurique des sources chaudes. Les concrétions ne se dégradent pas, en l'absence de vents et d'activité biologique, et peuvent se former facilement suivant ces conditions géographiques remarquables. Mais il existe des différences en bien des points; d'abord, les concrétions de Dallol se forment bien plus rapidement, l'acidité concentrée et l'eau chauffée accélérant l'érosion. Et de toute façon, les composés géologiques ne sont pas les mêmes. Alors que les strates et plateformes que l'on peut trouver dans des grottes sont faites de calcite et remplies de vasques d'eaux phréatiques, les terrasses de Dallol sont formées par

le sel et le soufre et sont remplies d'acides purs. Les « coquilles d'œufs » peuvent aussi être trouvés dans les grottes et les gouffres, bien que formés à partir du calcaire et non du sel.

Activité huamine Il n'existe actuellement aucune activité humaine dans le site. Seuls les Afars habitent autour du cratère, d'où ils extraient le sel des plaines salines et l'emportent jusqu'à la capitale à dos de dromadaire. Aucune

activité géothermique pour l'industrie thermale.

Il existe dans le cratère une ville fantôme, ancienne usine d'extraction de potassium utilisée par les Italiens pendant l'invasion du pays par Mussolini, puis abandonné aux alentours de 1930. Réutilisé plus tard par les Américains comme village, le site finit par être finalement abandonné dans les années 1960, les conditions géographiques n'étant pas propices à l'expansion du village. Aujourd'hui, les décombres de l'ancienne usine sont encore visibles : ils s'amoncellent en tas de métaux rouillés par l'humidité acide du volcan, progressivement recouverts avec le temps par les sources chaudes et les concrétions.

Les volcans vus du ciel

Le Kavachi est un volcan sous-marin stué au large de la côte méridionale des Îles Salomon, dans le Pacifique. Il a connu plusieurs douzaines d’éruptions durant le vingtième siècle, perçant souvent la surface de l’océan. Toutefois, les vagues l’ont toujours rapidement érodé ensuite, le faisant disparaître de la surface de la mer.

Le 29 janvier dernier, le satellite Earth-Observing-1 a pris cette photo, montrant ce qui pourrait être le début d’un nouveau cycle éruptif. Les eaux marines sont colorées par des gaz volcaniques dissous et des fragments de lave en suspension.