Chap. II : LE VOLCANISME Il n existe aucun volcan actif en France. Dans le massif central, l activité volcanique intense dans le temps s est aujourd hui endormie. Nous parlerons dans ce chapitre que des volcans actifs actuellement. Comment se manifeste une éruption volcanique et quelles en sont les conséquences? I) Les manifestations du volcanisme Activité 1 : (I) À partir du film et de votre livre p. 74 à 77, dégagez les manifestations d une éruption volcanique. Décrire le déroulement d une éruption volcanique L éruption du Piton de la Fournaise se manifeste au départ par une période de crise sismique. Puis on observe un gonflement du volcan, qui finit par aboutir à l ouverture d une fissure d où s écoule de la lave. L éruption se caractérise par des projections peu violentes de gaz et de matériaux solides qui s accumulent pour édifier un appareil volcanique en forme de cône, présentant un cratère, et par l émission de laves fluides formant des coulées. C est une activité effusive. L éruption du Mont St Helens. L activité du Mont St Helens se caractérise par de violentes explosions à l origine de nuées ardentes et par l émission de laves visqueuses constituant un dôme. L activité de ce volcan est explosive. Activité 2 : (Ra) A l aide des documents des p. 154 et 156. Comparer ces deux éruptions volcaniques à partir du tableau suivant. Caractères de l éruption (produits émis et vitesse, température PITON DE LA FOURNAISE VOLCAN Effusif / GRIS. Volcan en forme de cône. Longues coulées de lave fluide. Projections de gaz et fragments solides T>1200 C V= 0.5 à 15 km/h Mont St HELENS VOLCAN Explosif / ROUGE. Dôme. Lave visqueuse. Nuées ardentes, panaches de cendres ( 300 C). T> 1200 C v= 300 Km/H Durée de l éruption Qq jours +ieurs mois voire années Fréquence des éruptions Conséquences sur les paysages Conséquences sur les populations 1/an ou presque Formation et agrandissement d'îles, de futurs plateaux. Peu de danger 20 éruptions en 4500 ans Diminution de la taille du volcan, coulées de boues. Modifie bcp le paysage Danger difficilement prévisible
Schéma comparatif des 2 types de volcans Panache de cendres Dôme Edifice volcanique Nuée ardente Projection de gaz et de roches Coulée de lave Anciennes coulée de lave L accumulation des produits émis lors des éruptions successives forme l édifice volcanique. Le volcanisme se manifeste par des éruptions effusives ou explosives. On distingue 2 grands types de volcans suivant leurs manifestations : - les volcans effusifs qui se manifestent par des coulées de lave qui se déposent les unes sur les autres modifiant ainsi le paysage, ou en construisant des îles volcaniques. Les dégâts matériels sont importants, les pertes humaines sont peu nombreuses ; - les volcans explosifs qui projettent à plus de 100 de Km/h des nuées ardentes constituées de cendres, de gaz et de solides à plus de 300 C. Les pertes humaines peuvent êtres très importantes. II) De la lave à la roche Activité 3 : Etude de roches des 2 types de volcans Doc du livre p.38 Le basalte est une roche de couleur gris foncé, contenant des cristaux visibles à l œil nu. L andésite est une roche de couleur gris clair et bulleuse, présentant de nombreux petits trous correspondant à des bulles de gaz. Sur le basalte les trous sont de plus grosse taille rendant le basalte moins dense que l andésite. Au microscope, les deux roches, partiellement cristallisées présentent une même structure microlitique, avec la présence de gros cristaux et de microlites noyés dans une matière non cristallisée appelée verre volcanique. Dessin d observation d une lame mince de roche volcanique
Le Basalte et l Andésite sont 2 roches volcaniques à structure hémicristalline (non cristallisée entièrement), la partie de la roche non cristallisée s appelle du verre. Par l étude d échantillon de roche et de lame mince on peut distinguer : -des phénocristaux (visibles à l oeil nu) -des microlites (non visibles à l oeil nu) -du verre (pâte non cristallisée). Activité 4 : (Ra) Pourquoi la structure des roches volcaniques n est-elle pas identique en tout point? L observation d une éruption volcanique sous-marine montre le résultat du refroidissement d une lave entrant en contact avec l eau de mer. Les structures arrondies qui se forment sont nommées «Pillows-lavas». 1) (C) Expliquer ce qu il se passe lorsque la lave entre en contact avec l eau de mer. Lorsque la lave entre en contact avec l eau elle se refroidit et solidifie instantanément. 2) (I) Comparer l aspect de ces deux lames. On constate que la lame A a des phénocritaux plus petits que la lame B et qu elle possède moins de petits cristaux. 3) (Ra) Formulez une hypothèse expliquant les différences de structure observées au centre et à la périphérie du pillow. La seule différence qu il y a entre la périphérie et le centre du pillow lava est qu ils ne se refroidissent pas à la même vitesse. 4) (Ra) Comment pouvez-vous expliquer la différence de structure entre le basalte et l andésite? Doc p 160 Le basalte et l andésite ont des cristaux de taille différente. L andésite se refroidit donc plus vite que le basalte, ce qui s explique par les différents types d éruptions dont elles proviennent. 5) (Ra) Que pouvez vous conclure de cette étude et des résultats de l expérience présenté doc. p 39? La vitesse de refroidissement du magma ou de la lave détermine la structure des roches volcanique. La structure des roches volcaniques permet de comprendre les conditions du refroidissement du magma initial. Ainsi, les gros cristaux apparaissent par
refroidissement lent du magma, les petits cristaux par refroidissement plus rapide et le verre par refroidissement très rapide. La structure de la roche conserve donc la trace des conditions de refroidissement. Comment fonctionnent les volcans? III) Les mécanismes à l origine du volcanisme Activité 5 : L origine des laves émises Etude des docs. P. 36 Questions 1 p 37 : D après le graphique nous constatons que les foyers sismiques se rapproche de la surface au fur et à mesure que l éruption volcanique se rapproche. Les roches en fusion ont tendance à remonter vers la surface, ce qui crée des pressions sur les roches constituants l édifice volcanique qui cèdent au-delà d une certaine force. A chaque cassure de la roche le magma se fraie un chemin vers la surface. cheminée fissures Chambres magmatiques La différence entre le magma et la lave : Le magma est formé de roches en fusion. Il se forme à plusieurs dizaines de km de profondeur avant de remonter le long de la cheminée jusqu à la surface. MAGMA : matière minérale provenant de la fusion de roches situées en profondeur, qui en se refroidissant donne des roches. C est un liquide plus ou moins visqueux riche en gaz dissout. LAVE : magma qui arrive à la surface de la Terre Comment le magma remonte-t-il à la surface de la Terre? Cette question vous vous l êtes tous posés en fabriquant vos maquettes de volcans en éruption. Vous avez réussi par vous-même à répondre à cette question en trouvant différentes façons de faire remonter vos mixtures dans vos maquettes.
Toutes avaient en commun la présence de gaz insufflé par vos poumons ou par réactions chimiques. Le gaz fait remonter le liquide en surface! Lors de l étude de la structure des roches volcaniques on a vu qu elles avaient une faible densité qui s expliquait par la présence de nombreux trous dans la roche. Ces trous sont la trace de bulle de gaz. Le gaz est le moteur des éruptions volcaniques en permettant au magma de remonter en surface. Voir TP n 3 : Les différentes éruptions volcaniques Le type d écoulement de la lave est lié aux différents types de lave qui ont des viscosités différentes. Viscosité : état d un fluide dont l écoulement est freiné par les molécules qui le composent. Un magma est issu de la fusion partielle de roches à plusieurs kilomètres de profondeur. Lors d une éruption volcanique, il arrive en surface. Cette ascension est possible grâce aux gaz sous-pression contenu dans le magma. Le magma s épanche à la surface à partir d un cratère, sous forme de lave. Selon les caractéristiques de ce magma, les éruptions sont de différents types : - une lave visqueuse s écoule difficilement VOLCANISME EXPLOSIF (Andésite) - une lave fluide s écoule plus difficilement VOLCANISME EFFUSIF (basalte) Comment se protège-t-on des risques volcaniques? IV) La répartition des volcans actif dans le monde Carte de la répartition des volcans dans le monde
Les volcans actifs ne sont pas répartis au hasard à la surface de la Terre. - Sur les continents, au niveau du «cercle de feu du Pacifique» ou le long de grandes cassures axiales, les édifices volcaniques sont alignés. - Au fond des océans, des roches volcaniques de nature basaltique sont émises dans la partie axiale des dorsales. - Certains édifices volcaniques sont isolés et il peut être à l origine d une île (ex : Islande, Réunion, Hawaï). CONCLUSION GENERALE Le volcanisme se manifeste par l arrivée en surface de magma. Elle peut se faire de 2 façons : effusive ou explosive. Lors de son arrivée en surface le magma donne de la lave. Cette dernière refroidit et se solidifie en une roche volcanique constituée de cristaux inclus dans du verre. La nature de la roche caractérise les différents types d éruption volcaniques. A la surface de la Terre, la plupart des volcans sont alignés sur les bordures ou sur les fonds des océans. Mots clés : Effusif, explosif, lave, magma, verre, visqueux et fluide.