Les volcans sont des ruptures de la croûte terrestre résultant du magma ou de la roche en fusion. Le magma se rassemble dans une chambre magmatique proche de la surface. Le gaz libéré par le magma dans la chambre crée une pression à l'intérieur de la chambre qui crée une brèche dans la roche, entraînant une éruption volcanique..
Certains volcans produisent des éruptions plus explosives et produisent plus de débris. D'autres produisent des éruptions qui entraînent plus de coulées de lave. Les volcans se trouvent sur de nombreux corps planétaires du système solaire, y compris la Terre, Mars, Io et Vénus. Il existe également des preuves de cryovolcans, de volcans qui émettent des volatiles tels que l'eau et l'ammoniac qui produisent de la glace au lieu de la roche, sur les corps glacés du système solaire extérieur, tels que la lune Triton de Neptune et la lune de Saturne Encelade.
Les volcans peuvent être classés de nombreuses façons. Les volcans sont souvent classés selon leur type et leur morphologie d’éruption. Il existe de nombreux types morphologiques de volcans, mais trois types courants sont les volcans boucliers, les stratovolcans et les volcans produisant des cônes de cendres. Il existe également une variété de types d'éruptions différentes. Certaines éruptions produisent plus d'explosions et de débris. Celles-ci s'appellent naturellement éruptions explosives. D'autres éruptions produisent plus de coulées de lave. Celles-ci sont appelées éruptions effusives.
Classification par morphologie
Cindercones
Les cindercones sont des évents en forme de cône d'un grand volcan composé de tas d'éclats de verre volcaniques, tels que des scories, qui émergent rapidement du sol à la suite d'éruptions explosives continues dans lesquelles de la roche en fusion «crache» et se solidifie rapidement. Ces caractéristiques volcaniques sont courantes dans les bassins versants où la croûte est mince, ce qui permet au magma de pénétrer facilement à la surface..
Les volcans de bouclier
Les volcans de bouclier sont des volcans en forme de dôme qui tirent leur nom de leur apparence de bouclier posé sur le côté. Ils sont généralement composés de coulées de lave séquentielles empilées les unes sur les autres. Mauna Kea à Hawaii et les volcans Tharsis sur Mars sont des exemples de ce type de volcan.
Stratovolcans
Ce sont des volcans qui contiennent plusieurs couches de différents types de matériaux volcaniques. Ils contiennent de grandes quantités de débris volcaniques tels que des volcans produisant des cônes de scories et de vastes coulées de lave telles que des volcans en bouclier. Les stratovolcans célèbres comprennent le mont Fuji, Stromboli et le mont Saint Helens..
Les éruptions volcaniques varient en fonction de la composition de la roche, de la quantité de magma, de la teneur en gaz et du réglage tectonique..
Éruptions hawaïennes
Les éruptions hawaïennes consistent principalement en des coulées de lave. Ces types d'éruptions sont courantes sur les îles volcaniques et dans les endroits où le magma a une composition particulièrement mafique, spécifiquement basaltique, telle que des arcs d'îles océaniques et sur des îles océaniques proches de points chauds. Les magmas associés aux éruptions hawaïennes ont également une faible teneur en gaz. Les endroits sur Terre où les éruptions volcaniques de type hawaïen sont courantes incluent l'Islande, Hawaii et des lieux similaires. Les volcans martiens de Tharsis, Olympus Mons, Tharsis Montes, Ascreaus Mons et Arsia Mons sont probablement aussi des éruptions de style hawaïen qui ont eu lieu à une échelle beaucoup plus grande que leurs homologues terrestres..
Éruptions stromboliennes
Une éruption strombolienne se produit lorsque le magma est moins mafique, mais toujours majoritairement mafique, et que la teneur en gaz est plus élevée. Les éruptions stromboliennes consistent en éclats séquentiels de lave et de débris volcaniques suivis de périodes de repos allant de quelques minutes à quelques heures. Un volcan très connu avec des éruptions de style strombolien est le volcan de l'île de Stromboli, surnommé le «phare de la Méditerranée».
Éruption volcanique
Une éruption vulcanienne ressemble à une éruption strombolienne à la différence que les éruptions sont plus explosives et les périodes de repos qui la séparent sont plus longues. Les magmas dans les éruptions volcaniques sont plus felsiques que les éruptions stromboliennes ou hawaïennes. Le magma felsique, tel que la rhyolite, piège plus de gaz que les magmas mafiques et, par conséquent, les volcans dotés de magma felsique ont tendance à être plus explosifs. Cela rend les éruptions volcaniques plus grandes et plus puissantes que les éruptions stromboliennes.
Eruptions Pliniennes
La plus puissante éruption commune qui se produit sur Terre est une éruption de Plinian. Les éruptions pliniennes se produisent lorsque le magma est encore plus felsique que dans les éruptions volcaniques et que davantage de gaz sont piégés. Les éruptions pliniennes produisent des colonnes de débris volcaniques pouvant atteindre 45 km. Les colonnes supérieures à environ 30 km ont des effets à long terme sur le climat et ces éruptions sont donc importantes pour les études paléoclimatiques. Les éruptions pliniennes portent le nom de Pline le Jeune, qui a observé l'éruption plinienne résultant du mont Vésuve, qui a détruit Pompéi en l'an 79. D'autres éruptions célèbres de Plinie comprennent Tambora et Krakatoa..
Les volcans actifs sont plus communs aux limites des plaques actives et aux points chauds. Les limites des plaques où le volcanisme est le plus commun sont les limites des plaques convergentes, telles que les zones de subduction où une plaque océanique est subductée sous une croûte océanique ou une croûte continentale plus légère, la croûte continentale étant toujours moins dense que la croûte océanique. Les volcans sont également fréquents dans les rifts continentaux où la croûte devient suffisamment fine pour que le magma puisse facilement pénétrer à la surface. Ce sont les zones où le risque volcanique est le plus grand.
Les éruptions peuvent être très destructives pour les communautés humaines locales. Les dangers des volcans comprennent le gaspillage en masse, les chutes de cendres et la chute de débris.
Gaspillage de masse associé aux volcans
Glissements de terrain
Les glissements de terrain peuvent se produire lorsqu'une masse de matériaux boueux se détache de la pente d'un volcan et glisse dans une unité cohérente. De tels glissements de terrain peuvent être très destructeurs pour les villes voisines.
Coulées de boue
Les coulées de boue peuvent également être déclenchées par des éruptions volcaniques et se produire lorsque la boue se comporte comme un fluide créant une rivière de boue. Les coulées de boue sont très denses et peuvent transporter des blocs à grande vitesse.
Lahars
Les Lahars sont des mélanges de boue, de débris volcaniques et d'eau. Leurs températures sont des centaines de degrés Celsius et ils se déplacent à des vitesses très élevées. Ils sont parmi les formes les plus destructives de la fonte massive associées aux éruptions volcaniques.
Chutes de cendres
Les éruptions volcaniques explosives peuvent produire de grandes quantités de particules de la taille d'une cendre pouvant être transportées sur de longues distances par le vent. Les cendres peuvent recouvrir les toits et le sol et sont très difficiles à nettoyer. Les cendres volcaniques sont également très coupantes et déchiquetées et peuvent endommager les moteurs des voitures et des avions, ainsi que les poumons des animaux et des humains..
Chute de débris
Lors d'éruptions explosives, les cristaux de roche et de minéraux fondus déjà solidifiés dans le magma peuvent être éjectés à grande vitesse. Leur taille varie de la taille d'une cendre à celle d'un caillou dans le cas du lapilli à un mètre, voire davantage, dans le cas des blocs et des bombes. Voler des débris volcaniques est également dangereux car il peut entrer en collision avec des bâtiments et d'autres objets, ainsi qu'avec des êtres humains.
Il n'y a aucun moyen de prédire exactement quand une éruption aura lieu, mais il y a des signes qui montrent qu'une éruption volcanique est imminente. Ceux-ci incluent, essaims de tremblement de terre et le renflement de la pente du volcan.
Essaims de tremblement de terre
Lorsque la roche en fusion se déplace à travers les chambres situées sous la surface, cela peut provoquer une cascade de tremblements de terre lorsque la roche en fusion se déplace contre les parois de la chambre. Cela ne signifie pas nécessairement qu'une éruption va se produire, mais cela signifie que la roche en fusion se déplace et peut se diriger vers un évent volcanique..
Expansion du terrain
En raison du gaz et du magma approchant la surface d'un volcan en éruption, la pente du volcan peut sembler se gonfler ou se déformer lorsque le gaz et le magma se poussent contre la roche. Ce renflement n'est généralement détectable que par les inclinomètres.
La plupart des volcans situés à proximité de centres de population disposent d'équipes de volcanologues qui les surveillent et les avertissent d'activités potentiellement dangereuses. Les volcanologues utilisent également un système de code couleur pour indiquer le degré de danger d’une éruption volcanique..
Les tremblements de terre se produisent lorsque la surface est secouée ou perturbée d'une manière ou d'une autre en raison de processus internes à la terre. Les tremblements de terre sont généralement causés par le glissement entre deux corps de roche le long d'une faille. Ce glissement entraînera des ondes sismiques. Des tremblements similaires pourraient également se produire sur d'autres planètes.
Les deux types d’ondes impliqués dans la cause des tremblements de terre sont les ondes de surface et les ondes de corps qui traversent l’intérieur de la Terre..
Ondes corporelles
Les deux types d'ondes corporelles sont les ondes P et les ondes S.
Ondes P
Les ondes P sont des ondes longitudinales, ce qui signifie que l'oscillation provoquée par l'onde est parallèle à la propagation de l'onde dans la roche. Ils peuvent voyager à travers des composants solides et liquides de la Terre ou d'un autre corps planétaire. Au fur et à mesure que les ondes P se déplacent dans la roche, le matériau se compresse au sommet des vagues et se prolonge aux creux.
Ondes S
Les ondes S sont des ondes transversales, ce qui signifie que leur oscillation est perpendiculaire à leur propagation. Les ondes S sont plus lentes que les ondes P. En fait, le «s» dans l'onde s signifie «secondaire» tandis que le «p» dans l'onde p signifie primaire puisque les ondes s arriveront après les ondes p. Contrairement aux ondes P, les ondes S ne peuvent traverser que des matériaux solides et ne peuvent traverser aucun liquide ou air. Une des raisons pour lesquelles les géophysiciens savent que la Terre a un noyau externe liquide est qu’il existe une région dans l’intérieur de la Terre à partir de laquelle les détecteurs sismiques ne reçoivent aucune onde s, mais seulement une onde p..
Ondes de surface
Les ondes de surface peuvent prendre diverses formes. Les deux types d'ondes de surface sont les ondes qui provoquent le mouvement latéral du sol et les ondes qui provoquent également une oscillation verticale du sol. Les ondes de surface qui déplacent le sol latéralement sont appelées ondes d'amour. Les ondes de surface qui provoquent également une oscillation verticale de la surface sont appelées ondes de Rayleigh..
Les tremblements de terre sont causés principalement par les mouvements de la plaque et le long des failles. Les failles sont essentiellement des fissures de la croûte terrestre qui se déforment activement lorsque des corps de roche de chaque côté de la faille glissent les uns contre les autres. Ce mouvement des corps de roche est la base de la tectonique des plaques.
Séismes et failles
Les tremblements de terre sont généralement causés par le mouvement de corps de roche le long des failles. Il existe trois types de failles où les séismes se regroupent. Défauts normaux, défauts inverses et défauts de transformation.
Défauts normaux
Les failles normales sont des failles dans lesquelles deux blocs tectoniques ou des corps de roche sont éloignés l'un de l'autre. Ces failles se produisent dans des régions d'extension telles que les bassins de rift et les crêtes mi-océaniques où les plaques tectoniques divergent les unes des autres. Ces défauts sont également apparents sur d'autres corps planétaires tels que Mars dans la région de Valles Marineris.
Défauts inverses
Les défauts inverses se produisent lorsque deux blocs tectoniques se poussent l'un contre l'autre. Cela peut faire en sorte qu'un bloc soit poussé vers le haut et par-dessus un autre bloc. Ce type de faille est courant dans les zones de subduction et les rides sur les corps planétaires tels que Mercure, la Lune et Mars, où le refroidissement de la planète a provoqué une contraction de la croûte. Le défaut inverse est, par conséquent, associé à la compression.
Transformer les défauts
Les défauts de transformation se produisent lorsque deux blocs tectoniques se déplacent latéralement l'un par rapport à l'autre. Un exemple bien connu de faille de transformation est la faille de San Andreas dans l’état américain de Californie..
Défauts obliques
Les failles obliques présentent à la fois un mouvement inverse / normal et un mouvement de transformation des blocs tectoniques associés. La plupart des failles majeures ont des segments qui présentent des degrés d'obliquité variables.
Comment les fautes provoquent des tremblements de terre
Lorsque les blocs tectoniques se déplacent le long des failles, ils ne bougent pas continuellement. Lorsque les blocs glissent les uns contre les autres, ils sont happés par des aspérités situées le long des parois de la faille, appelées aspérités. Une fois qu'ils sont pris, la pression s'accumule sur les aspérités jusqu'à ce que les aspérités qui verrouillent les deux corps de roche se brisent ou fondent, ce qui provoque le glissement des blocs. Cette rupture des aspérités et le glissement ultérieur des blocs produit un tremblement de terre.
En raison de la nature des séismes, il est presque impossible de prédire quand un séisme se produira. Le mieux que l'on puisse faire dans la plupart des cas consiste à éviter de construire des bâtiments dans lesquels des tremblements de terre sont susceptibles de se produire, comme le long des failles, et à concevoir des bâtiments dans des zones où les séismes sont communs pour les supporter..
échelle de Richter
L'échelle de Richter est une échelle utilisée pour calculer la magnitude d'un séisme. La magnitude d'un séisme est l'énergie libérée lors de l'événement. La plupart des séismes ne dépassent pas la magnitude 9. Très rarement, il y aura des tremblements de terre de magnitude 9+, qui sont parmi les séismes les plus destructeurs de l'histoire de la Terre. La magnitude d'un séisme est limitée par la longueur de la faille associée. Il n'y a actuellement aucune faute sur la Terre suffisamment importante pour supporter un séisme de magnitude 10.
Les volcans et les tremblements de terre sont tous deux liés à une rupture survenant dans une roche proche ou à la surface d'un corps planétaire.
Les deux sont également des phénomènes d'origine géologique qui présentent des risques graves pour l'homme. Les éruptions volcaniques et les tremblements de terre sont également difficiles à prévoir.
Bien qu'il existe des similitudes entre les volcans et les tremblements de terre, il existe également des différences significatives qui incluent les suivantes:.
Les volcans se forment lorsque du magma remonte à la surface et provoque une rupture dans la surface, permettant ainsi à un évent de se former. Ils sont classés en fonction de nombreux facteurs, notamment la morphologie et l’ampleur de l’éruption. L'échelle de l'éruption est contrôlée par la composition du magma et la quantité de gaz piégée à l'intérieur. Les tremblements de terre sont généralement causés par le glissement de corps rocheux sur une faille. Les volcans et les séismes sont similaires en ce qu'ils sont tous deux d'origine géologique et qu'ils entraînent tous deux des phénomènes de surface. Ils représentent également des risques importants pour les humains. Ils sont différents en ce sens que des éruptions volcaniques se produisent en raison de processus qui se produisent très près de la surface de la Terre, alors que les tremblements de terre sont généralement causés par des perturbations qui ont souvent pour origine des centaines de mètres sous la surface de la planète. Les volcans sont également des entités pouvant générer de nombreux événements connexes alors que chaque séisme n’est qu’un événement géologique. En outre, les volcans entraînent la formation de nouvelles roches tandis que les tremblements de terre entraînent des ondes sismiques et des tremblements de roches, mais pas la formation de nouvelles roches. En outre, on peut prévoir que les volcans vont exploser dans quelques jours à quelques semaines, bien qu’aucune heure exacte ne puisse être connue et que les prédictions puissent être fausses, alors que seule la probabilité d’un séisme peut être prédite. Il est impossible de déterminer un calendrier pour le moment où le prochain séisme aura lieu.