Séquence 1 : Existe-t-il différents types de volcans  ?

Une éruption volcanique à La Réunion

Une éruption volcanique correspond en général à l'arrivée d'un magma en surface

Comment une roche fondue peut-elle produire une éruption ?

 

Doc 1 : D'où vient le magma ?

 

 

1a : Un panache mantellique.

A certains endroits de notre planète, des roches très chaudes (mais solides) montent de la profondeur : c'est un « panache ». La vitesse est faible (environ 1 dm / an) mais le volume est grand (des dizaines de km3).

Arrivée sous la partie très solide (la lithosphère), une partie de ces roches fond ; le reste se refroidit un peu et redescend. Le liquide, plus léger, monte (c'est le magma) et s'accumule dans des réservoirs (les chambres magmatiques).

1b : Coupe du Piton de la Fournaise

Le magma ascendant peut stagner dans une chambre magmatique supérieure pendant quelques années ou arriver directement en surface et provoquer une éruption.

Questions :

1) Regarde la carte en relief de La Réunion sur le côté (comme si on la voyait d'un bateau) et retrouve la coupe de l'île présentée en 1a. Compare la largeur du panache à celle de La Réunion ?

2) Retrouve sur une carte les différents éléments de la coupe 1b. A quelle profondeur, sous le sommet du Piton de la Fournaise, trouve-t-on la
principale chambre magmatique supérieure ?

 

Doc 2 : Une éruption se prépare

2a : Le magma se refroidit et cristallise

Au contact des roches anciennes (« l'encaissant »), le magma perd de la chaleur et se refroidit sur les bords de la chambre ; la température passe sous la température de solidification des minéraux (olivine …), ceux-ci forment alors des cristaux.

Le magma contient beaucoup de gaz dissous mais quand de nombreux cristaux sont apparus, il y a moins de liquide. Il arrive un moment où il y a trop de gaz dissous pour le magma restant et des bulles apparaissent ; elles montent et s'accumulent en haut de la chambre.

2b : le magma sous pression casse le toit du réservoir

Les bulles font augmenter le volume et la pression du magma : la chambre gonfle et fait gonfler le Piton de la Fournaise de quelques centimètres à quelques décimètres (« inflation » du Volcan).

Quand la pression devient trop forte, les roches de l'encaissant cassent ( (fracturation avec séismes), le magma monte dans la fissure et écarte les roches (inflation encore).

Cet écartement fait augmenter le volume du magma, la pression baisse ; cette décompression fait apparaître de nouvelles bulles ! La pression remonte alors et la fracturation se poursuit : le magma monte vers la surface.

Remarque : Il existe d'autres causes de déclanchement d'une éruption que nous ne détaillerons pas ici : arrivée d'un magma profond et chaud, mouvements de convections brutaux …).

 

Questions :

3) Décris, du haut vers le bas, une chambre magmatique prête à provoquer une éruption.

4) Pourquoi les cristaux d'olivine ne se forment-ils pas au milieu d'une chambre magmatique ?

 

Doc 3 : Le magma arrive en surface : l'éruption.

3a : Coupe d'une éruption de type effusif

3b : Fissure éruptive en haut de la Plaine des Osmondes (janvier 2002)

3c : Explosion d'une bulle de gaz (septembre 2004).

L'éruption est dite « effusive » quand le volume des produits d'explosions (les projections) est très faible (1 à 2 %) par rapport au volume des coulées de lave ; c'est le cas des éruptions historiques du piton de la Fournaise.

Ce sont les bulles de gaz qui sont les « moteurs » de l'éruption. Au début, le magma est du type soda secoué puis ouvert, des fontaines de lave jaillissent à jet continu (photo 3b). Le lendemain, les explosions régulières de grosses bulles fait plutôt penser au sosso-maïs presque cuit (photo 3c).

 

Questions :

5) Retrouve sur la photo 3b, les éléments présentés en 3a

6) Qu'est-ce qui différencie lave et magma ?

 

Doc 4 : Les produits de l'éruption.

4a : Fissure et coulées de 1986 à Saint Philippe, vues d'avion en 1996,

4b : Cristaux de soufre centimétriques (2002).

Les gaz volcaniques laissent peu de traces, parfois du soufre se dépose sur les bords d'une fissure (photo 4b)

4c : Un cône de projections, le Piton Célimène (2000)

Les projections retombent à proximité du point de sortie du magma et forment des cônes creusés d'un cratère.

4d : Une coulée en gratons (2000)

4e : Des gratons (2000)

4f : Début de croûte pahoehoe (2002)

4g : Une surface de lave cordée (2004)

4 h : Deux coulées de lave.

Les coulées de lave forment soit des croûtes plus ou moins déformées par le liquide qui avance en dessous (laves « pahoehoe » = laves « lisses », photos 4 f et g) soit des grumeaux qui se regrouperont en gratons (laves aa = laves en gratons, photos d et e).

Questions :

7) Retrouve sur la photo aérienne 4a la fissure éruptive de 1986 dans les hauts de Saint Philippe (avec ses petits cônes) et les deux coulées.
       Cette photo ne montre qu'un tiers des coulées ; s'agit-il d'une éruption effusive ? (justifie bien sûr !)

8) Le Piton Célimène se situe du côté nord du Puy Mi-Côte, dans l'Enclos, repère-le sur une carte.

9) En novembre 2004, une coulée a contourné un petit relief de lave ancienne. Identifie ces deux coulées ; de quels types sont-elles ?

 

Doc 5 : L'éruption se termine quand la pression du magma (avec ses bulles) n'est plus suffisante pour le faire monter dans sa cheminée. La lave qui s'y trouve se solidifie alors sur place et empêche toute nouvelle éruption exactement au même endroit.

5a : Longtemps après une éruption, quand l'érosion a enlevé les roches fragiles, des cheminées deviennent visibles, comme ici, sur l'Etna.
   5b : Cartographie des laves émises en 2004

 

Questions :

10) Les cheminées de la photo 5a ont été photographiées sur l'Etna. Où est situé ce volcan ? La forme de ces « intrusions volcaniques» correspond-elle à la définition donnée dans le document 3a ?

11) Repère sur la carte 5b les fissures éruptives et les coulées de lave. Recherche sur Internet des photos de l'éruption d'août-septembre 2004 dont les coulées ont atteint l'océan (IPGP, CDDV …)

12) Décris toute l'histoire d'un petit volume de magma provenant de l'éruption d'août 2004, depuis les profondeurs de la Terre jusqu'à son arrivée dans l'Océan Indien.

 

Activité proposée Philippe Mairine

Photo,3b et 4f : Jean Perrin; 4a : IGN; 4b : Alain Barrère, 4d et carte 5a : Observatoire Volcanologique du piton de la Fournaise; 5b : Patrick Bachelerry, 3c, 4c, 4egh : Philippe Mairine

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