Les colères de la Terre: Le volcanisme
Cours en ligne: http://perso-sdt.univ-brest.fr/~jperrot/colereterre/ Gilles CHAZOT IUEM 02.98.49.87.59
Constitution du globe terrestre
points chauds rifts intra-continentaux collision dorsales subduction
Volcanisme et géodynamique Volcanisme continental Iles océaniques Ride océanique Croûte continentale Croûte océanique Fusion partielle Point chaud Fusion partielle H 2 O Déshydratation de la croûte océanique Lithosphère Asthénosphère Point chaud Fusion partielle Manteau
Genèse des magmas: fusion partielle du manteau
Différents types d activité volcanique
Formation et ascension des magmas
Event P e = P a + P e P a h r Pression dans les roches P l (z) = P a + roche gz Conduit éruptif (largeur = 5 à 50 m) Réservoir (largeur = 1 à 10 km) P r = P 1 (hr) + P r Source
La solubilité de H 2 O varie avec la pression
Saturation des magmas en eau
Fontaines de lave
Etna (Italie) 2003
Dynamisme strombolien
Explosion d une bulle de gaz: lac de lave de l Erta Ale (Éthiopie)
Stromboli (Italie)
Yasur (Vanuatu)
Effusion de lave sur l Etna (Italie)
Éruption au Pinatubo (Philippines)
Dôme de lave de Montserrat (Antilles)
Aiguille de lave au St Helens (USA)
Région de Naples (Italie)
Dernière éruption: 1944
Activité effusive: - Explosions modérées - Coulées de lave
Activité explosive AD 79: Destruction de Pompéi et Herculanum Gilles Chazot -énormes explosions - nuées ardentes
Gilles Chazot
Gilles Chazot
Herculanum Pompéi
Dispersion des retombées des différentes éruptions du Vésuve
Augustine (Alaska)
Question: Comment expliquer deux types d activité éruptive différents sur un même volcan à des périodes différentes?
Éruption explosives
2 TYPES D ACTIVITE: Conduit ouvert Conduit fermé Activité effusive plus ou moins continue Périodes de repos puis activité explosive
Composition chimique des laves SiO 2 (%) 52.33 62.97 MgO (%) 2.86 0.44 Na 2 O (%) 2.85 4.19
Fonctionnement d une chambre magmatique: Cristallisation de minéraux évolution de la composition chimique du magma Event P e = P a + P e P a h r Pression dans les roches P l (z) = P a + roche gz Conduit éruptif (largeur = 5 à 50 m) Réservoir (largeur = 1 à 10 km) P r = P 1 (hr) + P r Source
Composition des minéraux qui cristallisent Olivine Clinopyroxène SiO 2 (%) 52.33 37 49 62.97 MgO (%) 2.86 39 17 0.44 Na 2 O (%) 2.85 0.05 0.65 4.19
Quel est le lien avec le dynamisme des éruptions? Structures silicatées: tétraèdres SiO 4 Magma silicaté: polymère
Liens entre viscosité et composition SiO 2 = 70% SiO 2 = 50%
Deux paramètres fondamentaux dans les éruptions: -La viscosité du magma (donc la teneur en silice) - la teneur en gaz Les gaz dissous ont un comportement d élément incompatible: Leur concentration augmente en même temps que la teneur en silice.
Magma basique, pauvre en silice: Faible viscosité Faible teneur en gaz Magma acide, riche en silice: Forte viscosité Forte teneur en gaz
Dernière grosse éruption: 1631 Retour au Vésuve
Observatoire du Vésuve
Osservatorio Vesuviano
Modélisation des écoulements pyroclastiques
Modélisation des colonnes éruptives dans l atmosphère
Comparaison entre les zones affectées par l éruption de 1631 et les zones habitées actuelles
Zones affectées par les coulées pyroclastiques de quelques grandes éruptions
Poids des dépôts par unité de surface en fonction des vents dominants
Au moins 700 000 personnes directement menacées
Définition de différentes zones à risque
et de différents niveaux d alerte
De l autre coté de Naples: les Champs Phlégréens
Nombreuses structures circulaires emboîtées
Deux grands cratères principaux de 6 et 8 km de diamètre
12000 ans Deux éruptions majeures 38000 ans
Formation d une caldeira
Pinatubo au début de l éruption Pinatubo avant l éruption
Caldeira du Tengger (Indonésie)
Caldeira de Crater Lake (USA)
Champs Phlégréens Naples Vésuve Sorrente 27 km
Ignimbrite campanienne (38000 ans)
Tuff jaune napolitain (12000ans)
Période 3 5000-3900 Période 2 8200-8000 Période 1 12000-10000
Cône du Monte Nuovo Éruption de 1538
Cratère actuel
Dessin de l éruption de 1538 Soulèvement du sol de plus de 6m avant l éruption!
Monte Nuovo Naples Pouzzoles
Crise récente (1982 1985): Séismes et soulèvement
Soulèvement centré sur la ville de Pouzzoles
La crise arrive après plus de 150 ans de déflation
Similarité entre la crise de 1982-85 et celle précédant l éruption de 1538 au Monte Nuovo
Période 4 1538 -??? Période 3 5000-3900 Période 2 8200-8000 Période 1 12000-10000
Pouzzoles Camping Cratère de la solfatare
Monte Nuovo Pouzzoles Solfatare Naples
Stromboli Iles éoliennes nord de la Sicile
Stromboli
T. Apuani et. al., 2005
Mont St Helens - USA
Avril 1980
Mai 1980
Les avalanches de débris Semeru (Indonésie)
Etna (Italie)
Piton de la Fournaise (Réunion)
2002
Enquête de l INGV sur les côtes de la mer Tyrrhénienne à la suite du Tsunami du 30 décembre 2002. A. Maramai et. al., 2005
Stromboli
Déformations Mesures par GPS, EDM, inclinomètres, G. Puglisi et. al., 2005
Champs Phlégréens Vésuve Stromboli