Comment se forment les volcans : un précis de tectonique des plaques
Devant une carte mondiale des volcans, la structure saute aux yeux : longs arcs autour du Pacifique, semis de points dans le rift est-africain, ligne traversant l'Atlantique. Les volcans ne sont pas aléatoires. Ils naissent là où les plaques tectoniques s'écartent, se rencontrent ou passent au-dessus de points chauds dans le manteau profond. Voici comment l'engrenage fonctionne.
La tectonique des plaques en un paragraphe
La surface de la Terre est découpée en une douzaine de grandes plaques rigides et de nombreuses petites. Elles dérivent sur un manteau plus chaud qui s'écoule lentement en dessous. Là où deux plaques se rencontrent, elles s'écartent (divergent), s'affrontent (convergent) ou glissent l'une contre l'autre (transformante). Le volcanisme se produit aux deux premières.
Limites divergentes — les dorsales océaniques
Quand deux plaques s'écartent, le magma issu du manteau monte combler l'espace. C'est le moteur du volcanisme des dorsales médio-océaniques, la plus longue chaîne de montagnes de la planète, presque entièrement sous l'eau. Les éruptions sont calmes, basaltiques et continues ; un nouveau plancher océanique se forme de chaque côté.
Limites convergentes — les zones de subduction
Quand une plaque océanique plonge sous une plaque continentale ou océanique, l'eau et les éléments volatils libérés par la plaque qui descend abaissent le point de fusion du manteau au-dessus. Du magma se forme, remonte et perce la plaque supérieure. Résultat : un arc de stratovolcans — Andes, Cascades, Indonésie, Japon, Kamtchatka.
Points chauds — panaches venus de la profondeur
Quelques volcans se trouvent loin de toute frontière de plaque. Hawaï en est l'exemple classique. L'hypothèse dominante est celle de panaches mantelliques — colonnes de roche chaude remontant des profondeurs, perçant la plaque sus-jacente. Quand la plaque se déplace, le panache trace une chaîne de volcans, avec le plus jeune au-dessus du point actif.
Les rifts continentaux
Lorsqu'un continent commence à se déchirer, le magma remonte à travers la croûte amincie. Le rift est-africain en est le classique moderne, avec des volcans d'Éthiopie au Kenya, à la Tanzanie et à la RDC. L'Islande aussi est un volcanisme de rift, là où la dorsale médio-atlantique croise un point chaud au-dessus du niveau de la mer.
Pourquoi la composition compte
Tous les magmas ne se valent pas. Le magma basaltique — sous Hawaï et les dorsales — est chaud et fluide, et coule doucement. Les magmas andésitiques et rhyolitiques, plus courants en subduction, sont plus froids, plus pâteux et plus riches en gaz dissous. Ils éclatent de manière explosive car le gaz ne peut sortir tranquillement.
La forme du volcan suit la chimie
Le basalte fluide bâtit de larges boucliers comme le Mauna Loa. L'andésite pâteuse érige des stratovolcans abrupts comme le Fuji ou le Vésuve. Les magmas les plus visqueux édifient des dômes de lave qui grandissent, s'effondrent et explosent. La forme d'un volcan en dit beaucoup sur la chimie de son magma.
Le rôle de l'eau et du gaz
Le volcanisme est autant une affaire de gaz que de roche. L'eau dissoute dans le magma profond sort de la solution lors de la remontée, comme le gaz d'une bouteille agitée. Dioxyde de carbone et dioxyde de soufre l'accompagnent. Le style d'éruption — coulée douce ou explosion catastrophique — dépend largement de la manière dont le gaz s'échappe.
De la chambre à la surface
La plupart des volcans actifs ont une chambre magmatique à quelques kilomètres sous la surface où le magma s'accumule. La pression monte. De petits séismes signalent la rupture du massif voisin. Le magma s'élève par des fissures. Près de la surface, les gaz se détendent brutalement. L'éruption a lieu.
Pourquoi c'est important pour le risque
Comprendre le cadre tectonique d'un volcan aide à anticiper ses risques. Les boucliers de point chaud produisent des coulées lentes et des tubes de lave. Les stratovolcans de subduction produisent des coulées pyroclastiques, des lahars et des colonnes éruptives catastrophiques. Les volcans de rift produisent un peu des deux selon les conditions locales.
Sur la carte
Ouvrez la carte et dézoomez. Les grandes frontières de plaques se devinent à l'œil rien qu'aux points volcaniques — la Ceinture de feu du Pacifique en arc continu, la dorsale médio-atlantique en fine ligne d'îles, le rift est-africain qui traverse le tiers oriental du continent.