volcan (suite)

Mais l’importance des volcans ne se borne pas à cet aspect désastreux. Les roches émises par eux, et particulièrement les cendres, ou poussières, donnent souvent des sols très fertiles, qui autorisent des croissances démographiques spectaculaires, comme celle du Japon. Certains gisements miniers sont la conséquence directe de l’activité volcanique ; la plupart des sources thermales en résultent aussi directement ou indirectement ; enfin, l’énergie géothermique apparaît sous une forme relativement facile à capter dans des régions qui sont sous son influence.

Par ailleurs, la montagne la plus haute du monde est le Mauna Loa, principal volcan d’Hawaii*, dont la base est à – 5 000 m sur le fond du Pacifique et le sommet à + 4 205 m, soit un total dépassant les 9 km. Bien plus, les progrès récents dans la connaissance des océans* viennent de nous préciser que leur fond, en dehors des zones de sédimentation et des plateaux continentaux, était exclusivement constitué par des roches volcaniques dont la mise en place est incessante à partir des axes médio-océaniques. Si, aux formations subaériennes, nous ajoutons ces formations sous-marines, on doit évaluer à peu près aux trois quarts de notre planète les surfaces résultant de l’activité des volcans, le dernier quart pouvant d’ailleurs provenir, selon certains auteurs, de transformations réalisées au cours des temps géologiques, sous des influences physiques, chimiques et biologiques, à partir des éléments constitutifs des matériaux volcaniques eux-mêmes. L’état de surface de la Lune, pour ce que nous en savons à l’heure actuelle (la Lune semble intégralement couverte de roches semblables à nos roches volcaniques terrestres), confirmerait peut-être ce point de vue.

Les produits volcaniques

Par le conduit joignant les profondeurs à la surface, en lequel se résume l’essentiel du volcan, peuvent sortir des produits variés, unis d’abord sous l’état physique assez mal défini, à caractéristiques pâteuses, dénommé magma, mais se séparant ensuite progressivement en phases gazeuses, solides (ou liquides à très forte viscosité) et liquides proprement dites au moment de la sortie (laves). L’étude directe du magma n’est pas réalisable avec les moyens actuels. Nous ne pourrons raisonner à son propos qu’en fonction de ce que nous apprennent les produits superficiels.

Les gaz

Sauf dans les cas de dégagements provoqués par des fermentations ou associés aux gisements d’hydrocarbures, l’émission de gaz dans la nature est essentiellement la caractéristique du volcanisme. En effet, des gaz seront rejetés en très grandes quantités avant, pendant et après la phase d’activité volcanique majeure, que l’on qualifie d’éruption. Au moment du paroxysme, il est impossible de faire des mesures exactes. À titre purement indicatif, retenons par exemple les évaluations d’un débit en poids de 11 200 kg/s à la température de 1 000 °C au Mauna Loa (Hawaii) en 1940 ou d’un débit en volume variant de 25 à 32 km³/h à 1 050 °C au Teneguia (Canaries) en 1971, pendant des phases éruptives sans violence excessive.

Il ne peut, d’ailleurs, être question de recueillir des gaz pour les analyser dans les volcans, où le rôle de ceux-ci est dominant. Même les tentatives récentes de prélèvements sur des bouches principales en période de tranquillité relative n’ont guère été satisfaisantes. Les résultats ont été meilleurs sur de petites bouches annexes ou sur des fentes du terrain environnant, parfois même à grande distance, où ces dégagements sont qualifiés de fumerolles. Une autre méthode consiste à extraire en laboratoire les gaz inclus dans des bulles des laves ou occlus dans les systèmes cristallins formés lors de leur refroidissement. Cela évite ou limite mieux la contamination par l’air ou par l’eau ; cette dernière est toujours présente dans la partie superficielle des édifices volcaniques, où, sous forme de vapeur, elle constitue parfois 99 p. 100 des gaz rejetés à la bouche même.

Les analyses publiées anciennement sont, par conséquent, le plus souvent erronées : elles indiquent la composition de gaz ayant déjà réagi les uns sur les autres ou sur les matériaux environnants. D’après les plus récentes, il semblerait que les constituants majeurs seraient, en ordre décroissant approximatif et variable suivant les cas, CO₂, CO, H₂, HCl, SO₂, des traces de SCO et S₂C, des hydrocarbures résultant probablement de réactions secondaires, enfin un peu d’azote et d’argon, ainsi que parfois du fluor et du bore.

Lorsqu’on s’éloigne du centre éruptif dans l’espace et de l’éruption dans le temps, on voit les fumerolles diminuer de température et changer de composition. En schématisant beaucoup, on peut dire qu’à côté des oxydes de carbone, toujours dominants, les fumerolles les plus chaudes renferment surtout du chlore et ses composés, puisque, au-dessous de 300 °C environ, le pourcentage de soufre et de ses composés va en croissant (genèse des gisements de type solfatare ou soufrière) ; mais les dernières, à la température ordinaire, se réduisent à des dégagements de gaz carbonique seul, que l’on appelle mofettes.

Il convient enfin d’ajouter que, si nous avons fait abstraction de l’eau comme constituant des gaz purement volcaniques (c’est-à-dire provenant d’une grande profondeur), cela ne veut pas dire qu’elle ne joue pas un très grand rôle dans le fonctionnement des volcans. On appelle éruptions phréatiques celles dans lesquelles on est certain que des effets destructifs proviennent de la brutale vaporisation de l’eau d’une nappe souterraine et, par extension, de l’eau de mer. Mais il est parfaitement possible que de gigantesques explosions comme celle du Krakatau résultent du même phénomène.

Les solides

Certains volcans n’émettent guère, avec les gaz, que des produits tellement pâteux qu’ils deviennent une masse solide dès leur lente apparition en surface. Mais, dans la plupart des cas, les produits à haute viscosité sont projetés dans l’atmosphère, et leur chute s’observe plus ou moins loin autour de la bouche volcanique, à l’état de débris solides incohérents. On les qualifie de produits pyroclastiques (brisés par le feu) ou éjecta.