Volcanologie
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2008-06-10T11:39:03Z
Karl1263
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[[Image:Structure volcan.png|thumb|Schéma structural d'un volcan type.]]
La '''volcanologie''' ou '''vulcanologie''' est la science qui étudie les phénomènes volcaniques, leurs produits et leurs mises en place : [[volcan]]s, [[geyser]]s, [[fumerolle]]s, éruptions volcaniques, [[Magma (géologie)|magma]]s, [[lave]]s, [[tephra]]s, etc.
Un ''volcanologue'' ou ''vulcanologue'' est le scientifique spécialiste de cette discipline liée à la [[géophysique]], à la [[sismologie]] et à la [[géologie]] dont elle est une spécialité.
== Histoire de la volcanologie ==
{{Article détaillé|Histoire de la volcanologie}}
L'histoire de la volcanologie est, comme la plupart des autres [[Histoire de l'histoire naturelle|histoires des sciences naturelles]], marquée par trois grandes étapes. Une étape [[Superstition|superstitieuse]] où les croyances et les [[mythe]]s religieux dominent largement sur les connaissances puis un apport [[Science|scientifique]] qui cherche à concilier les observations et les croyances et enfin une connaissance scientifique du phénomène qui ne démarre qu'au {{XVIIIe siècle}} par [[William Hamilton (1730-1803)|William Hamilton ]], plus tard donc que les autres [[sciences naturelles]]. Enfin, en [[1912]], avec la théorie de la [[tectonique des plaques]] d'[[Alfred Wegener]], les mécanismes, qui non seulement provoquent les éruptions mais aussi les [[Tremblement de terre|tremblements de terre]], commencent à être compris.
== Objectif ==
{{Article détaillé|Prédiction volcanologique}}
Les objectifs de cette science sont de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic (pour une période déterminée) sur les risques et les dangers encourus par les populations et les activités humaines. Les études et les recherches se déroulent dans un premier temps sur le terrain afin de procéder à des collectes d'informations sous la forme d'observations, de mesures et d'échantillonnages et dans un second temps en laboratoire afin d'analyser et d'interpréter les données et les échantillons.
Les volcanologues, aidés par les progrès en [[métrologie]], vont alors procéder à un recensement des volcans et à l'élaboration d'une classification selon le type éruptif : hawaïen, strombolien, vulcanien, peléen, plinien et surtseyen. Ils feront également le lien entre [[geyser]]s, [[fumerolle]]s, [[solfatare]]s, etc. et [[volcan]]s et expliquerons leurs fonctionnements. Différentes formations géologiques seront également expliquées par le volcanisme et leur mise en place fera l'objet de nombreuses recherches : [[dyke]]s, [[neck]]s, coulées de [[lave]], [[ignimbrite]], [[pouzzolane]], [[guyot]]s, [[atoll]]s, etc.
== Instruments de mesures et observations ==
Divers instruments de mesure ont été élaborés ou empruntés à d'autres disciplines afin d'obtenir des données fiables sur le fonctionnement des [[volcan]]s et notamment la prédiction des éruptions volcaniques. L'évènement déclenchant une [[éruption volcanique]] est l'arrivée de [[Magma (géologie)|magma]] dans la [[chambre magmatique]] qui va provoquer sa mise sous pression. Cette mise sous pression s'accompagne d'un gonflement du volcan dû à la dilatation des roches et la poussée du magma sur les parois. Ce gonflement du volcan va générer des micro[[séisme]]s, une augmentation de l'inclinaison des pentes du volcan, une augmentation du diamètre du [[cratère volcanique|cratère]] ou de la [[caldeira]] sommitale. L'arrivée du magma dans la chambre magmatique va provoquer quant à lui le dégazage du réservoir et va pouvoir être repéré comme une anomalie thermique à l'aide d'un [[Thermomètre infrarouge|thermomètre à infrarouge]] ou d'un [[pyromètre]].
Les [[sismographe]]s permettent aux volcanologues de détecter les microséismes provoqués par la mise sous pression de la chambre magmatique. Les sismographes peuvent également détecter le [[trémor]] : juste avant une éruption volcanique, la remontée du magma dans la [[cheminée volcanique]] génère une vibration continue et faible du volcan. Ce trémor constitue ainsi un outil fiable permettant d'annoncer l'imminence d'une éruption.
L'[[inclinomètre]], [[accéléromètre]] et [[tiltmètre]] mesurent quant à eux les variations de pente du volcan jusqu'à une précision de un par million. Ils sont placés à différents endroits sur les pentes du volcan lors d'une phase de repos. La mise sous pression de la chambre magmatique provoque un gonflement du volcan qui voit l'inclinaison de ses pentes s'accentuer. À la suite de l'éruption volcanique, la pression dans la chambre magmatique baisse ce qui diminue l'inclinaison des pentes du volcan. Ainsi le volcanologue peut prévoir le début et la fin prochaine d'une éruption lorsque les inclinomètres indiquent une variation de la pente du volcan.
L'[[altimètre]] joue un rôle de complément à l'inclinomètre. Placé également sur les pentes du volcan, il va indiquer les augmentations et les diminutions d'[[altitude]] au fil des gonflements et des dégonflements du volcan.
L'[[Interférométrie|interféromètre]] permet de mesurer la distance entre deux points grâce à un [[laser]]. L'appareil de mesure et le réflecteur étant placés de part et d'autre d'un [[Cratère volcanique|cratère]] ou d'une [[caldeira]], ils permettent d'indiquer une augmentation ou une diminution de la taille du cratère ou de la caldeira, signe que le volcan se gonfle ou se dégonfle selon la pression dans la [[chambre magmatique]].
L'échantillonnage permet de déterminer le type et le passé éruptif du volcan selon la nature, la proportion et la composition des [[lave]]s, des [[tephra]]s et des gaz. La reprise de l'émission de gaz par un volcan ou les variations dans leurs compositions peut constituer un indice déterminant dans l'imminence et les caractéristiques (type éruptif, puissance, etc) d'une éruption. Les volcanologues procèdent aussi à des relevés de température des gaz et de la lave en fusion grâce à un [[pyromètre]].
Lors d'une éruption volcanique, les volcanologues sur place peuvent procéder à différentes mesures, observations et échantillonnages : prélèvements de lave liquide, de gaz, de tephras, observation du déroulement de l'éruption (hauteur du panache volcanique, nombre et puissance des explosions, des fontaines de lave, vitesse et température des coulées de lave, etc),...
Le volcanologue effectue également des mesures [[topographie|topographiques]] à l'aide de [[théodolite]]s et [[géologie|géologiques]] (prélèvements de roche) dans le but de dresser une carte et un historique des risques volcaniques aux alentours du [[volcan]].
== Analyses et interprétations ==
Les analyses se font en général dans l'[[observatoire volcanologique]] du volcan étudié lorsqu'il en possède un.
Les mesures effectuées à l'aide des instruments sont décryptées, comparées avec le passé du volcan et entre les volcans, etc tandis que les échantillons subissent une série de mesures et d'analyses [[chimie|chimiques]], [[cristallographie|cristallographiques]], [[physique]]s, [[Géochimie|géochimiques]],...
La synthèse des résultats et leur recoupement permet ainsi de réaliser des diagrammes, des cartographies, etc permettant d'établir un historique du volcan et d'évaluer le risque éruptif pour une période plus ou moins longue.
Lors de la prévision d'une éruption, les volcanologues s'aident des différentes mesures effectuées. Si un ou plus des facteurs du volcan varie (composition des gaz, pente du volcan, [[Sismologie|sismicité]], etc), c'est peut-être le signe qu'une éruption se prépare.
== Pétrographie et minéralogie ==
Deux grands types de [[Roche volcanique|roches volcaniques]] constituent 95% des [[lave]]s et [[tephra]]s émis par les [[volcan]]s : les [[basalte]]s et les [[andésite]]s.
Ces deux roches sont en majorité formées de [[Cristal|cristaux]] de [[silice]], de [[feldspath]]s et de [[pyroxène]] mêlés à un [[verre volcanique]] qui n'a pas eu le temps de [[Cristallogénèse|cristalliser]] complètement à cause de la remontée et du refroidissement brutal du [[Magma (géologie)|magma]]. L'[[obsidienne]] par exemple n'est formée que d'un verre volcanique. Le [[basalte]], issu du magmatisme de [[point chaud]] et de [[Dorsale (géologie)|dorsale]], résulte de la [[Fusion (physique)|fusion]] partielle du [[Manteau (Terre)|manteau]] par décompression au niveau des dorsales. L'origine du magma provenant des points chauds est encore sujette à débat. C'est une lave fluide car elle est relativement pauvre en gaz et en silice (environ 45%). L'[[andésite]], issue du magmatisme de [[subduction]], résulte quant à elle de la fusion partielle du manteau par hydratation au niveau des fosses de subduction. Les andésites sont plus pâteuses car elles sont plus riches en gaz et en [[silice]] (environ 55%). La [[viscosité]] d'un magma est dépendante de sa teneur en silice car c'est ce minéral qui détermine le nombre de liaisons possibles avec l'[[oxygène]] : plus un magma contient de silice, plus il est visqueux et plus l'[[éruption volcanique]] aura une tendance explosive<ref>{{fr}} [http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-dynamisme-eruptif.xml École normale supérieure de Lyon - Dynamique éruptive et magmatisme]</ref>.
La [[carbonatite]] est une lave très rare composée en majorité de carbonate de [[calcium]] ([[calcite]]), de carbonate de [[magnésium]] ([[dolomite]]), de carbonate de [[fer]] et de [[magnésium]] ([[Sidérite|sidéro]]-[[magnésite]]) ou de carbonate de sodium. Très fluide, ne comportant que très peu de [[silice]] (moins de 1%), de température peu élevée (500 à 550°C), elle est noire lorsqu'elle est émise mais blanchi au contact de l'air une fois refroidie (quelques heures) car ses minéraux réagissent avec l'humidité ambiante. Seul l'[[Ol Doinyo Lengaï]] émet des carbonatites actuellement<ref>{{fr}} [http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-carbonatite.xml École normale supérieure de Lyon - Carbonatite]</ref>.
== Volcans de la Décennie ==
{{Article détaillé|Decade Volcanoes}}
Les [[années 1990]] ont été déclarées « Décennie internationale pour la réduction des catastrophes naturelles » par les [[Organisation des Nations unies|Nations-Unies]]. L'IAVCEI (pour ''International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth's Interior'' littéralement ''Association internationale de la volcanologie et de la chimie de l'intérieur de la Terre'') a alors décidé de dresser une liste de [[volcan]]s actifs ou récemment actifs et susceptibles, suivant leur passé éruptif et leur proximité avec des zones peuplées, de produire de grandes catastrophes volcaniques. Le but de cette liste composée de seize volcans (« Decade volcanoes » en [[anglais]]) est de promouvoir leur étude et la sensibilisation des populations à leur sujet afin de prévenir tout risque humain.
Les seize volcans sont :
:{|
| width=50% |
* le couple [[Avachinsky]]-[[Koryaksky]] en [[Russie]]
* [[Colima (volcan)|Colima]] au [[Mexique]]
* [[Etna]] en [[Italie]]
* [[Galeras (volcan)|Galeras]] en [[Colombie]]
* [[Mauna Loa]] aux [[États-Unis]]
* [[Merapi]] en [[Indonésie]]
* [[Nyiragongo]] au [[République démocratique du Congo|Congo]]
* [[Mont Rainier]] aux [[États-Unis]]
| width=50% |
* [[Sakurajima]] au [[Japon]]
* [[Santa María (Santiaguito)|Santa María / Santiaguito]] au [[Guatemala]]
* [[Santorin]] en [[Grèce]]
* [[Taal (volcan)|Taal]] aux [[Philippines]]
* [[Teide]] en [[Espagne]]
* [[Ulawan]] en [[Papouasie-Nouvelle-Guinée]]
* [[Mont Unzen]] au [[Japon]]
* [[Vésuve]] en [[Italie]]
|}
L'attention accrue portée sur ces volcans a notamment permis quelques succès :
* déviation d'une coulée de [[lave]] sur l'[[Etna]] en [[1992]] évitant ainsi la destruction d'habitations ;
* meilleure compréhension de l'histoire du [[Galeras (volcan)|Galeras]] ;
* meilleure compréhension de l'implication de l'eau dans les éruptions du [[Taal (volcan)|Taal]] ;
* adaptation de la législation dans le cas de nouvelles construction aux abords du [[Mont Rainier]] ;
* réduction de la densification des habitations dans la [[caldeira]] du Taal ;
* élaboration d'un plan d'évacuation de l'agglomération de [[Naples]].
Mais les scientifiques et les autorités ont aussi rencontré d'importants problèmes :
* l'échec de la gestion de l'éruption du [[Mont Unzen]] avec la mort de 43 personnes dont trois volcanologues en [[1991]] ;
* la mort de six volcanologues et de trois touristes dans le [[Cratère volcanique|cratère]] du Galeras au cours d'une éruption non prévue en [[1993]]. Les volcanologues, qui n'avaient pas prévu l'excursion sur le volcan, participaient à un colloque de volcanologie dans la ville de [[Pasto]] ;
* l'impossibilité d'approcher le [[Santiaguito|Santa Maria / Santiaguito]] à cause de la [[Histoire du Guatemala#La guerre civile (1960-1996)|guerre civile au Guatemala]] jusqu'en [[1996]], date de la signature d'un [[cessez-le-feu]] ;
* le débordement du [[Histoire du Rwanda#Après le génocide|génocide du Rwanda]] au [[Zaïre]] et la déstabilisation du régime de [[Mobutu Sese Seko]] avec la [[Première guerre du Congo|première]] et la [[Deuxième guerre du Congo|seconde guerre du Congo]], empêchant d'approcher le [[Nyiragongo]] à partir de [[1996]] ;
* les crédits limités accordés à ces études.
==Volcanologues célèbres==
[[Image:Deodat de Dolomieu.jpg|thumb|Déodat de Dolomieu]]
* [[Pline l'Ancien]], [[23]]-[[79]] [[Rome antique|romain]]
* [[Pline le Jeune]], [[61]]-[[114]] romain
* le [[Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon|comte de Buffon]], [[1707]]-[[1788]] [[France|français]]
* [[James Hutton]], [[1726]]-[[1797]] [[Royaume-Uni|britannique]]
* [[William Hamilton (1730-1803)|William Hamilton]], [[1730]]-[[1803]] britannique
* [[Barthélemy Faujas de Saint-Fond|Barthélemy de Saint-Fond]], [[1741]]-[[1819]] français
* [[Déodat Gratet de Dolomieu|Déodat de Dolomieu]], [[1750]]-[[1801]] français
* [[Jean-Baptiste Bory de Saint-Vincent]], [[1778]]-[[1846]] français
* [[George Poulett Scrope]], [[1797]]-[[1876]] britannique
* [[Robert Mallet (géologue)|Robert Mallet]], [[1810]]-[[1881]] britannique
* [[Ferdinand André Fouqué|Ferdinand Fouqué]], [[1828]]-[[1904]] français
* [[Charles Vélain]], [[1845]]-[[1925]] français
* [[Giuseppe Mercalli]], [[1850]]-[[1914]] [[italie]]n
* [[Alfred Lacroix]], [[1863]]-[[1948]] français
* [[Haroun Tazieff]], [[1914]]-[[1998]] français
* [[Don Peterson]], [[1925]]-[[2003]] [[États-Unis|américain]]
* [[George Patrick Leonard Walker|George Walker]], [[1926]]-[[2005]] britannique
* [[Robert W.Decker]], [[1927]]-[[2005]] américain
* [[Keiiti Aki]], [[1930]]-[[2005]] [[japon]]ais
* [[Jean-Louis Cheminée]], [[1937]]-[[2003]] français
* [[Claude Allègre]], [[1937]]- français
* [[Katia Krafft]], [[1942]]-[[1991]] française
* [[Peter Williams Francis]], [[1944]]-[[1999]] britannique
* [[Maurice Krafft]], [[1946]]-[[1991]] français
* [[Henry Gaudru]], [[1948]]- français
* [[David Johnston (volcanologue)|David Johnston]], [[1949]]-[[1980]] américain
* [[Jacques-Marie Bardintzeff]], [[1953]]- français
== Annexes ==
=== Articles connexes ===
* [[Histoire de la volcanologie]]
* [[Volcan]]
* [[Roche volcanique]]
* [[Géologie]]
* [[Géochimie]]
* [[Géophysique]]
* [[Sismologie]]
* [[Sismographe]]
* [[Tectonique des plaques]]
* [[Observatoire volcanologique]]
=== Liens externes ===
{{Commons|Category:Volcanology|la volcanologie}}
{{Wikiversity|Département:Volcanologie|Volcanologie}}
* {{fr}} [http://www.prim.net/citoyen/definition_risque_majeur/21_8_risq_volcanique.html Gestion du risque volcanique en France]
* {{fr}} [http://www2.brgm.fr/volcan/ Site du BRGM]
* {{fr}} [http://www.lave-volcans.com/ Site de l'Association Volcanologique Européenne]
* {{en}} [http://volcanoes.usgs.gov/About/Highlights/RainierPilot/Pilot_highlight.html USGS - Prévision des lahars]
* {{en}} [http://www.sveurop.org/ Société volcanologique européenne]
=== Sources ===
* {{en}} [http://volcano.und.nodak.edu/vwdocs/vwlessons/monitors.html Mesures et relevés de terrain]
* {{fr}} [http://decobed.club.fr/Histoirevolcanologie.html Histoire de la volcanologie du XVII{{e}} siècle au début du XX{{e}} siècle]
* {{fr}} [http://decobed.club.fr/rochesmagmatiques.html Roches magmatiques]
* {{en}} [http://vulcan.wr.usgs.gov/Volcanoes/DecadeVolcanoes/ Volcans de la Décennie sur le site de l'USGS]
=== Références ===
<references/>
{{Portail Sciences de la Terre et de l'Univers}}
[[Catégorie:Volcanologie|*]]
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