Le Mont Saint Helens

Le mont Saint Helens est un stratovolcan actif situé dans le conté de Skamania dans l'État de Wastington dans la région pacifique, au Nord-Ouest des État-Unis. Il se situe à 154 kilomètres au sud de la ville de Seattle et à 85 kilomètre au nord-est de la ville de Portland. Le mont Saint Helens tire son nom d'un diplomate anglais portant le titre de Lord St Helens. Ce diplomate était un ami de l'explorateur George Vancouver qui fit une exploration de la zone à la fin du XVIIIe siècle. Le volcan, bien connu pour ses explosions relâchent des cendres volcaniques et des nuées ardentes, fait partie de la chaine des Cascasdes et de l'arc volcaniques des Cascasdes qui est un tronçon de la certains de feu du Pacifique comportant environ 160 volcans actifs.

Le mont Saint Helens est célèbre depuis son éruption catastrophique du 18 mai 1980 qui caussa la mort de 27 personnes tout en détruisant 250 maisons, 47 points, 24 kilomètres de voie ferrées, 300 kilomètres de routes et plus de 500 kilomètre carré de forêt. Un énorme glissement de terrain fit passer l'altitude du volcan de 2 950 à 2 540 mètres tout en déplaçant u volume de 2,3 km3 de matières. Le sommet fut replacé par un cratère en forme de fer de cheval d'une largeur de 1,5 kilomètre.

Comme pour la plupart des autres volcans de la chaîne montagneuse des Cascasdes, le Saint Helens est un cône éruptif constitué de lave durcie mélangées avec des cendres volcaniques et de la pierre ponce. La montagne comporte des couches de basalte et d'andésite au travers desquelles passent plusieurs dômes de laves constitués de dacite. Le plus grand de ces dômes du nom de Goart Rocks dôme formait le sommet d'avant 1980 avant d'être en partie détruis et remplacé par un plus petit.

Les Glissements De Terrain

À la manière des nées ardentes, les glissement de terrain peuvent provoquer des avalanches meurtrière. Dans de rares as, c'est une grande partie ou la majorité du volcan qui se désagrège sous la pression de la lave. En 1980, mont Saint Helens a surpris les volcanologues de monde entier lorsque la moitié du volcan s'est disloquée. Certains scientifiques, se croyant à l'abri sur des collines environnantes, se sont fait piéger et ont péri dans la gigantesque nuée ardente qui a suivi.

Les Tsunamis

Les tsunamis peuvent être générés de multiples manières lors d'une éruption volcanique comme avec l'explosion d'un volcan sous-marin ou à fleur d'eau, la chute de parois ou de nuées ardentes dans la mer, l'effondrement du volcan sur lui-même mettant en contact direct l'eau avec le magma de la chambre magmatique, des mouvements de terrains lié à la vidange de la chambre magmatique, etc. En 1883, l'explosion du Krakatoa généra un tsunami qui, associé aux nuées ardentes, fit 36 000 victimes, en 1792 celle du mont Unzen en fit 15 000.

Les Séismes

Les séismes peuvent être provoqués à la suite de la vidange de le chambre magmatique lorsque le volcans s'effondre sur lui-même et forme une caldeira. Les multiples glissements des parois du volcan génèrent alors des séismes qui provoquent l'effondrement des bâtiments parfois fragilisés par des chutes de cendre volcanique.

Cendres Volcaniques

Expulsée par des panaches volcaniques, les cendres volcaniques peuvent retomber et recouvrir des régions entières sous une épaisseur de plusieurs mètres, provoquant la destruction des cultures et l'apparition de famines comme ce fut le cas après l'éruption de Laki de 1783 en Islande, l'effondrement des toits des habitations sur leurs occupants, la formation de lahars en cas de pluies, etc.

Prévision Éruptive

Les objectifs de la volcanologie sont de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic sur les risques et les dangers encourus par les populations et les activités humaines. Les prévisions volcanologiques nécessitent la mise en œuvre d'instruments (la naissance de la volcanologie instrumentale date de 1980 lors de l'éruption du mont Saint Helens; le volcan fut entièrement instrumenté à cette époque) et le savoir de plusieurs disciplines scientifiques. Les connaissances actuelles ne permettent aujourd'hui que de prédire le type des éruptions, sans avoir en revanche, à plus de que quelques heures à l'avance, quand elles auront lieu, combien de temps elles dureront et surtout leurs importances (volume de lave, intensité des dégagements, etc).

De plus en plus, la tendance est à la surveillance en continu les volcans actifs réputés dangereux
à l'aide d'appareils télécommandés alimenté par piles solaires. À cet égard, l'équipement de Piton de ma Fournaise, à la Réunion, pourtant réputé non dangereux, est exemplaire. Les mesures sont transmises par télémétrie à l'observatoire et toutes les dilatations, les tremblements et les variations de température sont enregistrés.

Les sécurités civiles des pays touchés tentent alors de trouver les justes compromis entre les risques et les précautions inutiles. Dans bon nombre de cas, les autorités se sont montrées peu attentives. Il y eut cependant certains succès comme en 1991 pour l'éruption du Pinatubo où les experts ont convaincu le gouvernement philipin d'organiser l'évacuation de 300 000 personnes. Malgré 500 victimes, 15 000 vies ont ainsi pu être épargnées.

Conséquence Du Volcanismme Sur L'Histoire De La Terre

Le volcanisme est né en même temps que la Terre, lors de la phase d'accrétion de sa formation il y a 4,6 milliards d'années. À partir d'une certaine masse, les matériaux au centre de la Terre subissent d'importantes pressions, créant ainsi de la chaleur. Cette chaleur, accentuée par la dégradation des éléments radioactifs, provoque la fusion de la Terre qui dissipe vingt fois lus de chaleur da'aujourd'ui.

Après quelques millions d'années, une pellicule solide se forme à la surface de la Terre. Elle est déchirée en de nombreux endroits par des flots de lave et par de grandes masses granitoïdes qui donneront les futurs continents. Par la suite, les plaques lithosphériques nouvellement créées se déchireront préférentiellement à des endroits précis où se formeront les volcans . Pendant cent millions d'années, les volcans rejetteront dans la maigre atmosphère de l'époque de grandes quantités de gaz : diazote, dioxyde de carbone -, vapeur d'eau, oxyde de soufre, acide chlorhydrique, acide fluorhydrique, etc. Il y a 4,2 milliards d'années, malgré les 375°C et la pression 260 fois supérieure à celle d'aujourd'hui, la vapeur d'eau se condense et donne naissance aux océans.

Le rôle de la formation des premières molécules organiques et de l'apparition de la vie sur Terre peut être imputé aux volcans. En effet, les sources chaudes sous-marines ou les solfatares et autres geysers offrent des conditions propices à l'apparition de la vie : de l'eau qui lessivé des molécules carbonées, des minéraux, de la chaleur et de l'énergie. Une fois la vie répandue et diversifiée à la surface de la Terre, les volcans auraient pu provoquer à l'inverse de grandes extinctions : l'âge des grandes extinctions du vivant coïncide avec l'âge des trapps. Ces trapps auraient pu être provoqués par la chute de météorites ou l'éruption exceptionnelle de points chauds. Les effets combinés des gaz volcaniques et particules dispersés dans l'atmosphère auraient provoqué la disparition de nombreuses espèces par un hiver volcanique suivie d'une hausse de l'effet de serre par les changements dans composition gazeuse de l'atmosphère.

Une des théories les plus acceptées pour l'apparition de l'homme serait l'ouverture du rift africain : uniformément humide au niveau de l'équateur, le climat africain se serait asséché à l'est du rift qui arrête les nuages venant de l'Ouest. Les hominidés, s'adaptant à leur nouveau milieu formé d'une savane, auraient développé la bipédie pour échapper à leurs prédateurs.

Encpr de nos jours, les volcans participent à l'évacuation de la chaleur interne de la Terre et au cycle biogéochimique mondial en libérant les gaz, la vapeur d'eau et les minéraux engloutis dans le manteau au niveau des fosses de subduction.

La Classification Des Volcans

Lors des début de la volcanologie, l'observation de quelques volcans a été à l'origine de la création de catégories basées sur l'aspect des éruptions et le type de lave émise. Chaque type est nommé selon le volcan référent. Le grand défaut de cette classification est d'être asssez subjectif et de mal tenir compte des changements de type d'éruption d'un volcan.

Afin d'introduire une notion de comparaison entre les différentes éruptions volcaniques, l'indie d'explosivité volcanique, aussi appelée échelle VEI, fut mis au point par deux volcanologues de l'Université d'Hawaï en 1982. L'échelle, ouverte et partant de zéro, est définie selon le volume des matériaux ejecté, la hauteur du du panache volcaniques et des observations qualitatives.     

Il existe deux grands types d'éruptions volcaniques dépendant du type de magma émis : effusives associées aux "volcans rouges" et explosives associées aux "volcans grisé". Les éruptions effusives sont les éruptions hawaïenne et strombolienne tandis que les explosives sont les vulcanienne, péléenne et plinienne. Ces éruptions peuvent se dérouler en présence d'eau et prennent alors les caractéristiques d'éruptions phréatique, phréato-magmatique, surtseyenne, sous-glaciaire, sous-marine et limnique.

Les Fréquences Des Éruptions

La "naissance" d'un volcan correspond à sa première éruption volcanique qui le fait sortit de la lithosphère. La naissance d'un nouveau volcan est un phénomène qui se produit plusieurs fois par siècle. Il a pu être observé en 1943 avec le Paricutin : une fracture laissant s'échapper des gaz volcaniques et de la lave dans un champ a donné naissance à un volcan de 460 mètres de haut en neuf mois. En 1963, le volcan sous-marin de Surtsey émergea au sud de l'Islande formant ainsi une nouvelle île et un nouveau volcan terrestre.

Il n'y pas de consensus chez les vulcanologues quant à la définition de l'activité d'un volcan.

Un volcan est qualifié d'actif lorsque sa dernière éruptions remonte à quelques au maximum, d'endormi lorsqu'il n'est plus entré en éruption durant plusieurs centaines d'années et d'éteint lorsque sa dernière éruption remonte à au moins 50 000 ans et qu'il est soumis à l'érosion.

La fréquence des éruption permet d'évaluer l'aléa, c'est-à-dire la probabilité qu'une zone puisse subir une des manifestations d'une éruption. Cet aléa, combien avec le type de manifestation volcanique et la présence de populations et va vulnérabilité, permet d'évaluer le risque volcanique.

Gaz Volcaniques

Les magmas contiennent des gaz volcaniques dissous. Lé dégazage des magmas est un phénomène déterminant dans le déclenchement d'une éruption et dans le type éruptif. Le dégazage fait monter le magma le long de la cheminée volcanique ce qui peut donner le caractère explosif et violent d'une éruption en présence d'un magma visqueux.

Les gaz volcaniques sont principalement composés de : 

* Vapeur d'eau à teneur de 50 à 90 %;

* Dioxyde de carbone à teneur de 5 à 25%;

* Dioxyde de soufre à teneur de 3 à 25 %. 

Puis viennent d'autres éléments volatils comme le monoxyde de carbone, le chlorure d'hydrogène, le dihydrogène, le sulfure d'hydrogène, etc. Le dégazage du magma en profondeur peut se traduire à la surface par la présence de fumerolles autour desquelles des cristaux, le plus souvent de soufre, peuvent se former. 

Le Magma

Le magma est le matériau de consistance fluide à visqueuse, sous pression, contenant des gaz volcaniques, non cristallisé qui s'est formé à partir de la fusion partielle ou totale de manteau (anatexie) au niveau d'un point de chaleur comme un point chaud, de décompression comme une dorsale et/ou d'un apport d'une comme une fosse de subduction. Généralement, ce magma remonte vers la surface en raison de sa densité plus faible et se stocke dans la lithosphère en formant une chambre magmatique.

Dans cette chambre, il peut subir une cristallisation totale ou partielle et/ou un dégazage qui commence à le transformer en lave. Si la pression et la cohésion des terrains qui le recouvrent deviennent insuffisantes pour le contenir, il remonte le long d'une cheminée volcanique ( où la baisse de pression due à la remontée produit un dégazage qui diminue encore la densité de l'émulsion résultante) pour être émis sous forme de lave, c'est-à-dire totalement ou partiellement dégazé.

Le Volcan

Un volcan est un ensemble géologique terrestre, sous-marin ou extra-terrestre qui résulte de la montée d'un magma puis de l'éruption d'une partie de ce magma. Le magma provient de la fusion partielle du manteau et exceptionnellement de la croute terrestre. L'éruption peut se manifester, de manière plus ou moins combinée, par des émissions de lave, par des émanations ou des explosions de gaz, par des projections de tephras par des phénomène hydromagmtiques, etc. Les laves refroidies et les retombées de tephras constituent des roches éruptives qui peuvent s'accumuler et atteindre des milliers de mètres d'épaisseur formant ainsi des montagnes ou des îles. Selon la nature des matériaux, le type d'éruption, la fréquence d'éruption et l'orogenèse, les volcans prennent des formes variées, la plus typique étant celle des montagne conique couronnée par un cratère ou une caldeira. La définition de ce qu'est un volcan a évolué au cours des derniers siècles en fonction de la connaissance que les géologues en avaient et de la représentation qu'ils pouvaient en donner. 

Les volcans sont souvent des édifices complexes qui ont été construits par une succession d'éruption et qui, dans la même période, ont été partiellement démolis par des phénomènes d'explosion, d'érosion ou d'effondrement.  Il est ainsi fréquent d'observer diverses structures superposées ou emboitées. Au cours de  l'histoire d'un volcan, les types d'éruptions peuvent aussi varier. Néanmoins, il est d'usage, dans le cadre de la vulgarisation, de considérer qu'il existe au monde deux types généraux:

* Les volcans effusifs, ou "volcans rouges", aux éruptions relativement calmes qui émettent des laves fluides sous la forme de coulées. Ce sont les volcans de "point chaud", et les d'"accrétion" principalement représentés par les volcans sous-marins des dorsales océaniques.

* Les volcans explosifs ou "volcans gris", aux éruptions explosives qui émettent des laves pâteuses et des cendres sous la forme de nuées ardentes ou coulées pyroclastiques et de panaches volcaniques. Ils sont principalement associés au phénomène de subduction comme les volcans de la "ceinture de feu du Pacifique".

On compte environ 1500 volcans terrestres actifs dont une soixantaine en éruption par an. Les volcans sous-marins sont bien plus nombreux.

Le "volcanisme " est l'ensemble des phénomènes  associés aux volcans et à la présence de magma. La  "volcanologie" ou (beaucoup plus rarement) "vulcanologie" est la science de l'étude, de l'observation et de la prévention des risques des volcans.

Le terme "volcan" tire son origine de Vulcano, une des îles Éoliennes nommée en l'honneur de Vulcain, le dieu romain du feu dont l'équivalent dans le panthéon grec est Héphaïstos.