Nathalie Kosciusko-Morizet

Les cabinets ministériels abritent de temps en temps une biodiversité qui réserve bien des surprises. Contre toute attente, ces milieux sont parfois favorables au développement de spécimens des plus insolites. Derrière les costumes gris et les tailleurs stricts se cachent parfois des crapauds fous, des individus singuliers aux trajectoires étonnantes. J’en ai d’ailleurs plusieurs dans mon équipe. A ce propos, ma directrice de cabinet lorsqu’elle est un peu à cran me reproche même d’en faire l’élevage.

Mais ce billet n’a pas pour objet de vous parler de l’ensemble de ma collection de batraciens cinoques, mais d’un conseiller en particulier, Fabrice Mattatia.
J’ai rencontré pour la première fois Fabrice sur les bancs de Polytechnique. Spécialiste dans les systèmes de sécurité informatique et d’identité numérique, il a rejoint mon équipe au moment de ma prise de fonction au secrétariat d’État à la prospective et au numérique. Mais il a plus d’une corde à son arc : outre la physique quantique, le latin, le droit et le cryptage, Fabrice est également féru de volcanologie, science qu’il a étudiée en tant que chercheur à l’université de Cambridge.

Alors quand l’Eyjafjöll a commencé à cracher ses cendres, Fabrice s’est essayé à synthétiser, à l’usage des profanes, ses connaissances en la matière. J’ai trouvé la note très claire, intéressante, et j’ai eu envie de partager ma toute nouvelle science.

Vous la trouverez donc ci-dessous.



Note sur les phénomènes volcaniques

1/ Les différents types de volcans

Les volcans sont une manifestation de l’activité interne de la planète. La radioactivité naturelle interne de la Terre échauffe les roches au point de les ramollir. Selon la profondeur (et donc la pression), les roches sont en conséquence liquides ou solides.

La surface terrestre est constituée de plaques solides (la croûte) qui flottent sur un magma plus ou moins liquide. Lorsque le magma s’infiltre dans une fracture ou une faille de la croûte, et débouche à la surface, cela crée un volcan.

On peut distinguer schématiquement trois types de volcans :

Les volcans de rift :
Un rift est une zone où deux plaques divergent l’une de l’autre. Entre les deux se crée une faille par où du magma frais remonte et crée une nouvelle surface, sa poussée contribuant à écarter encore plus les plaques. L’Atlantique est ainsi né d’une faille qui a séparé les Amériques de l’Europe-Afrique. La dorsale atlantique, qui court du nord au sud au milieu de l’océan, est la faille toujours active. Les volcans ainsi créés émergent à certains endroits et forment des îles (Sainte-Hélène, Ascension) ; le point le plus spectaculaire étant l’Islande. Cette île est partagée en deux par la faille, on peut s’y tenir avec un pied sur la plaque Europe et l’autre sur la plaque Amérique. Les deux plaques s’écartent en moyenne de quelques centimètres par an.

Les volcans de subduction :
La terre étant une sphère de volume constant, si de la surface apparaît dans les rifts, la même quantité de surface doit disparaître ailleurs. A l’opposé des zones de divergence, les plaques entrent en collision. Soit deux plaques continentales s’affrontent et se plissent : on a naissance d’une chaîne de montagnes (Alpes, Pyrénées, Himalaya). Soit une plaque océanique passe sous une plaque continentale et fond en descendant (subduction). Dans ce cas, le plancher océanique sédimentaire fond et donne un magma de composition différente de celle du magma profond, plus visqueux et plus gazeux. Cela aura des conséquences sur son comportement lorsqu’il remontera à travers les fractures de la plaque continentale qui le recouvre. De tels volcans bordent les zones de subduction (« ceinture de feu » du Pacifique du Japon aux Andes, Indonésie, Antilles).

Les volcans de point chaud :
Certains volcans (Réunion, Hawaï) n’entrent dans aucune des catégories précédentes. Pour les expliquer, on postule que pour une raison inconnue, le magma est à cet endroit plus chaud que la normale et qu’il « perce » la plaque comme un chalumeau. Les recherches scientifiques semblent valider ce phénomène, sans pour autant l’expliquer. Par exemple, le Piton de la Fournaise est le plus jeune volcan d’une famille de volcans alignés du plus vieux au plus jeune (Rodrigue, Maurice, Piton des Neiges), comme si le « chalumeau » fixe perçait la plaque à mesure de la remontée de celle-ci vers le nord, créant un chapelet de volcans successifs.

2/ Les comportements des volcans

Le comportement d’un volcan est lié aux caractéristiques de son magma.
Le magma est de la roche en fusion contenant des gaz sous pression. Dans la chambre magmatique, à quelques kilomètres de profondeur, la pression maintient le gaz dissous. Lorsque la pression diminue, les gaz vont avoir tendance à « sortir » du magma. On peut dresser un parallèle avec une bouteille de champagne. Le vin dans sa bouteille contient du gaz carbonique dissous. Celui-ci exerce une pression sur la bouteille (ce n’est pas pour rien que les bouteilles de champagne sont plus épaisses que les bouteilles normales). Lorsque l’on retire le bouchon, la pression diminue brutalement, et les gaz sortent brutalement du liquide, provoquant une « éruption » du champagne.

De même, lorsque le magma se trouve à l’air libre, soit qu’il débouche d’une faille, soit que la pression accumulée ait fait « sauter » le bouchon qui le maintenait sous terre, il va brutalement dégazer.

Un magma fluide va dégazer facilement. C’est le cas des volcans de point chaud : le dégazage crée des fontaines de lave spectaculaires, puis la lave coule comme une rivière, sans être dangereuse (Fournaise, Hawaï).

Lorsque le magma est visqueux, les bulles grossissent sans pouvoir sortir, jusqu’à faire exploser le magma. C’est le cas des volcans de subduction. Parmi les dernières explosions de ce type, le Mont St-Helens en 1980 (ouest des Etats-Unis) et la Montagne Pelée à la Martinique en 1902 (30.000 morts, Saint-Pierre la capitale de l’île rasée). A la Montagne Pelée, la lave était tellement pâteuse qu’elle n’est pas écoulée après l’explosion du sommet du volcan : elle s’est dressée comme du dentifrice sortant d’un tube, formant une aiguille de près de 300m de haut (qui a fini par s’écrouler).

Une autre cause d’explosion peut résider dans la rencontre de la lave avec de l’eau (nappe phréatique, mer, glacier). Celle-ci se vaporise et fait exploser la roche. Cela a apparemment été le cas dans la phase initiale de l’éruption actuelle en Islande où l’éruption a eu lieu sous un glacier. En effet, l’émission de cendres a diminué lorsque la fonte du glacier a été achevée. Mais si l’émission actuelle de cendres est due à la viscosité propre du magma, elle peut durer plusieurs mois comme au Laki (toujours en Islande) en 1783.

Les projections volcaniques sont différenciées selon leur taille en cendres, lapilli, bombes… Les « cendres » ne sont pas des résidus de combustion (rien ne « brûle » dans un volcan, contrairement aux croyances ancestrales), mais bien de la pierre pulvérisée par des explosions. Les différentes projections se refroidissent dans l’atmosphère. Elles peuvent arriver au sol encore chaudes et s’agglomérer, jusqu’à former une nouvelle roche compacte de plusieurs mètres de haut. Le risque pour la navigation aérienne réside dans l’absorption de ces cendres par les moteurs des avions : sous l’effet de la chaleur, ces cendres fondent à nouveau et s’agglomèrent dans le réacteur jusqu’à le boucher.



3/ Les éruptions dans l’histoire

Le volcan Eyjafjöll actuellement actif en Islande, a connu ses précédentes éruptions en 1612 et en 1821.

Les cendres émises par un volcan peuvent affecter des territoires importants. Elles peuvent être propulsées jusqu’à 30.000 mètres de haut, et faire le tour de la terre dans la haute atmosphère. En obscurcissant le ciel, elles réduisent la température.

En 1783, les cendres de l’éruption du Laki, en Islande, qui a duré 8 mois, ont causé la mort du bétail de l’île et d’une grande partie de la population. La baisse de température les années suivantes en Europe a causé des mauvaises récoltes, et des disettes.

En 1815, l’éruption du Tambora en Indonésie a eu pour répercussion une baisse très nette des températures dans le monde entier en 1816 : lacs gelés en été en Pennsylvanie, tempêtes et inondations en Europe centrale, gel et neige en été en Chine du Sud.

En comparaison, l’éruption du Pinatubo (Philippines) en 1991 n’a refroidi l’atmosphère que de moins d’un demi-degré.

Le Yellowstone aux Etats-Unis est un volcan géant qui explose tous les 700.000 ans. Lors de la dernière explosion il y a 640.000 ans, les cendres ont recouvert la moitié des Etats-Unis.

L’explosion la plus importante des temps modernes est celle du Krakatoa en Indonésie en 1883. Le raz-de-marée a tué des dizaines de milliers de personnes. Une explosion semblable a détruit vers -1200 l’île de Santorin dans les Cyclades. Le raz-de-marée a balayé toute la mer Egée, détruit la civilisation crétoise et affaibli les populations locales, laissant le champ libre aux envahisseurs achéens qui allaient donner naissance à la civilisation mycénienne puis grecque.

Dans une perspective historique, l’éruption de l’Eyjafjöll est mineure. Elle nous rappelle juste que les volcans peuvent avoir un impact important sur de larges territoires.



Le volcanisme en France

La France possède des volcans actifs dans les DOM : Montagne Pelée à la Martinique, Soufrière à la Guadeloupe, Fournaise à la Réunion. Ce dernier est un des volcans les plus actifs au monde, avec un rythme actuel d’une éruption par an, la dernière début janvier. Ces volcans sont extrêmement surveillés par des technologies numériques (GPS, satellite, sismographes), ce qui permet de prévoir les phénomènes dangereux (tout réchauffement des gaz émis par le volcan, tout gonflement de la montagne de quelques cm, toute remontée souterraine de magma… sont détectés). La visite de la Fournaise et de son observatoire prend une journée.

En France métropolitaine, les volcans du Massif central sont du type explosif (le Puy-de-Dôme est du type péléen). Pas d’activité connue dans les temps historiques, mais dernière activité probable datant de quelques milliers d’années, ce qui est fort peu à l’échelle d’un volcan (500.000 à 1.000.000 ans). Ces volcans sont donc endormis, mais pas éteints, comme le prouve la présence de sources d’eau chaude qui signalent du magma à faible profondeur.



Le volcanisme en Europe

Des traces de volcanisme ancien se trouvent dans plusieurs pays (France, Espagne, Irlande, Ecosse…).

Possèdent des volcans actifs les pays qui se trouvent sur la zone où la plaque Afrique entre en collision avec la plaque Europe, fracturant la croûte : la Grèce (Santorin) et surtout l’Italie (Etna le plus grand volcan d’Europe, Vésuve, Stromboli en éruption permanente depuis plusieurs milliers d’années, Vulcano…).



Les différents types de lave

En refroidissant, les différents types de magma donnent naissance à différents types de lave :
- Pierre ponce : c’est en quelque sorte de la « mousse » (comme pour le champagne) solidifiée. Gros gisement sur le Lipari, près du Stromboli ;
- Obsidienne : lave très dégazée, donne en refroidissant lentement du verre naturel
- Cheveux de Pelé (la déesse hawaïenne des volcans) : filaments vitreux créés lors de l’explosion d’un magma. Empoisonnent le bétail qui les mange.
- Aa et pahoehoe (termes hawaïens) : différents types de coulées basaltiques : « aa » (« gratton » à la Réunion) lorsque la coulée est à surface irrégulière et rugueuse ; « pahoehoe » lorsqu’elle est lisse.
- Lave cordée : lorsque le fleuve de lave coule lentement, la surface refroidit et commence à durcir tout en restant malléable (comme la « peau » du lait). Le courant sous-jacent la fripe en forme de corde torsadée.
- Tunnel de lave : la lave étant isolante thermiquement, une fois le fleuve protégé par un toit solidifié, le courant s’écoule en-dessous sans refroidir, ce qui peut prolonger la coulée sur des km. Lorsque l’éruption s’arrête au sommet, le tuyau ainsi créé se vide du liquide, et il reste un tunnel.
- L’isolation thermique naturelle fait qu’une coulée de lave épaisse peut mettre des siècles à refroidir. A Lanzarote (Canaries), des restaurants installés sur la coulée du XVIIIe s creusent des puits dans la coulée solidifiée, et utilisent l’air à 200° qui en sort pour chauffer leurs fours. Les volcans sont ainsi une source de géothermie exploitée aussi bien en Islande qu’en Auvergne.
- Olivine : les minéraux cristallisent lentement dans une chambre magmatique au repos. La présence de cristaux dans de la lave montre qu’il s’agit d’une lave qui a séjourné longtemps dans la chambre avant l’éruption ; à l’inverse l’absence de cristaux signale du magma frais. Le cristal le plus courant est l’olivine. Les diamants d’Afrique du Sud se trouvent eux aussi dans des cheminées d’anciens volcans.