le volcanisme

Chap. II : LE VOLCANISME
Il n’existe aucun volcan actif en France. Dans le massif central, l’activité
volcanique intense dans le temps s’est aujourd’hui endormie. Nous parlerons dans
ce chapitre que des volcans actifs actuellement.
Comment se manifeste une éruption volcanique et quelles en sont les
conséquences ?
I) Les manifestations du volcanisme
Activité 1 : (I) À partir du film et de votre livre p. 74 à 77, dégagez les
manifestations d’une éruption volcanique.
Décrire le déroulement d’une éruption volcanique
L’éruption du Piton de la Fournaise se manifeste au départ par une période de crise
sismique. Puis on observe un gonflement du volcan, qui finit par aboutir à l’ouverture
d’une fissure d’où s’écoule de la lave. L’éruption se caractérise par des projections peu
violentes de gaz et de matériaux solides qui s’accumulent pour édifier un appareil
volcanique en forme de cône, présentant un cratère, et par l’émission de laves fluides
formant des coulées. C’est une activité effusive.
L’éruption du Mont St Helens…. L’activité du Mont St Helens se caractérise par de
violentes explosions à l’origine de nuées ardentes et par l’émission de laves visqueuses
constituant un dôme. L’activité de ce volcan est explosive.
Activité 2 : (Ra) A l’aide des documents des p. 154 et 156.
Comparer ces deux éruptions volcaniques à partir du tableau suivant.
Caractères de
l’éruption
(produits émis et
vitesse,
température
PITON DE LA FOURNAISE
VOLCAN Effusif /…GRIS.
Volcan en forme de cône.
Longues coulées de lave fluide.
Projections de gaz et fragments
solides
T>1200°C V= 0.5 à 15 km/h
Mont St HELENS
VOLCAN Explosif /…ROUGE.
Dôme.
Lave visqueuse.
Nuées ardentes, panaches de
cendres ( 300°C).
T> 1200°C
v= 300 Km/H
Durée de l’éruption
Qq jours
+ieurs mois voire années
1/an ou presque
20 éruptions en 4500 ans
Formation et agrandissement d'îles,
de futurs plateaux.
Diminution de la taille du volcan,
coulées de boues. Modifie bcp le
paysage
Peu de danger
Danger difficilement prévisible
Fréquence des
éruptions
Conséquences sur
les paysages
Conséquences sur
les populations
Schéma comparatif des 2 types de volcans
Panache de cendres
Projection de gaz
et de roches
Dôme
Edifice volcanique
Nuée ardente
Coulée de lave
Anciennes coulée
de lave
L’accumulation des produits émis lors des éruptions successives forme
l’édifice volcanique. Le volcanisme se manifeste par des éruptions effusives ou
explosives.
On distingue 2 grands types de volcans suivant leurs manifestations :
- les volcans effusifs qui se manifestent par des coulées de lave qui se
déposent les unes sur les autres modifiant ainsi le paysage, ou en
construisant des îles volcaniques. Les dégâts matériels sont
importants, les pertes humaines sont peu nombreuses ;
- les volcans explosifs qui projettent à plus de 100 de Km/h des nuées
ardentes constituées de cendres, de gaz et de solides à plus de
300°C. Les pertes humaines peuvent êtres très importantes.
II) De la lave à la roche
Activité 3 : Etude de roches des 2 types de volcans
Doc du livre p.38
Le basalte est une roche de couleur gris foncé, contenant des cristaux
visibles à l’œil nu. L’andésite est une roche de couleur gris clair et bulleuse,
présentant de nombreux petits trous correspondant à des bulles de gaz. Sur le
basalte les trous sont de plus grosse taille rendant le basalte moins dense que
l’andésite.
Au microscope, les deux roches, partiellement cristallisées présentent une
même structure microlitique, avec la présence de gros cristaux et de
microlites noyés dans une matière non cristallisée appelée verre volcanique.
Dessin d’observation d’une lame mince de roche volcanique
Le Basalte et l’Andésite sont 2 roches volcaniques à structure hémicristalline
(non cristallisée entièrement), la partie de la roche non cristallisée s ‘appelle du
verre.
Par l’étude d’échantillon de roche et de lame mince on peut distinguer :
-des phénocristaux (visibles à l’oeil nu)
-des microlites (non visibles à l’oeil nu)
-du verre (pâte non cristallisée).
Activité 4 : (Ra) Pourquoi la structure des roches volcaniques n’est-elle
pas identique en tout point ?
L’observation d’une éruption volcanique sous-marine montre le résultat du
refroidissement d’une lave entrant en contact avec l’eau de mer. Les structures
arrondies qui se forment sont nommées « Pillows-lavas ».
1) (C) Expliquer ce qu’il se passe lorsque la lave entre en contact avec l’eau de mer.
Lorsque la lave entre en contact avec l’eau elle se refroidit et solidifie instantanément.
2) (I) Comparer l’aspect de ces deux lames.
On constate que la lame A a des phénocritaux plus petits que la lame B et qu’elle possède moins
de petits cristaux.
3) (Ra) Formulez une hypothèse expliquant les différences de structure observées au
centre et à la périphérie du pillow.
La seule différence qu’il y a entre la périphérie et le centre du pillow lava est qu’ils ne se
refroidissent pas à la même vitesse.
4) (Ra) Comment pouvez-vous expliquer la différence de structure entre le basalte et
l’andésite ? Doc p 160
Le basalte et l’andésite ont des cristaux de taille différente. L’andésite se refroidit donc
plus vite que le basalte, ce qui s’explique par les différents types d’éruptions dont elles
proviennent.
5) (Ra) Que pouvez vous conclure de cette étude et des résultats de l’expérience
présenté doc. p 39 ?
La vitesse de refroidissement du magma ou de la lave détermine la structure
des roches volcanique.
La structure des roches volcaniques permet de comprendre les conditions du
refroidissement du magma initial. Ainsi, les gros cristaux apparaissent par
refroidissement lent du magma, les petits cristaux par refroidissement plus
rapide et le verre par refroidissement très rapide.
La structure de la roche conserve donc la trace des conditions de
refroidissement.
Comment fonctionnent les volcans?
III) Les mécanismes à l’origine du volcanisme
Activité 5 : L’origine des laves émises
Etude des docs. P. 36
Questions 1 p 37 : D’après le graphique nous constatons que les foyers
sismiques se rapproche de la surface au fur et à mesure que l’éruption volcanique
se rapproche. Les roches en fusion ont tendance à remonter vers la surface, ce
qui crée des pressions sur les roches constituants l’édifice volcanique qui cèdent
au-delà d’une certaine force. A chaque cassure de la roche le magma se fraie un
chemin vers la surface.
cheminée
fissures
Chambres
magmatiques
La différence entre le magma et la lave :
Le magma est formé de roches en fusion. Il se forme à plusieurs dizaines
de km de profondeur avant de remonter le long de la cheminée jusqu’à la surface.
MAGMA : matière minérale provenant de la fusion de roches situées en
profondeur, qui en se refroidissant donne des roches. C’est un liquide plus ou
moins visqueux riche en gaz dissout.
LAVE : magma qui arrive à la surface de la Terre
Comment le magma remonte-t-il à la surface de la Terre ?
Cette question vous vous l’êtes tous posés en fabriquant vos maquettes
de volcans en éruption.
Vous avez réussi par vous-même à répondre à cette question en
trouvant différentes façons de faire remonter vos mixtures dans vos
maquettes.
Toutes avaient en commun la présence de gaz insufflé par vos
poumons ou par réactions chimiques. Le gaz fait remonter le liquide
en surface !
Lors de l’étude de la structure des roches volcaniques on a vu qu’elles avaient une
faible densité qui s’expliquait par la présence de nombreux trous dans la roche.
Ces trous sont la trace de bulle de gaz. Le gaz est le moteur des éruptions
volcaniques en permettant au magma de remonter en surface.
Voir TP n°3 : Les différentes éruptions volcaniques
Le type d’écoulement de la lave est lié aux différents types de lave qui ont
des viscosités différentes.
Viscosité : état d’un fluide dont l’écoulement est freiné par les molécules qui le
composent.
Un magma est issu de la fusion partielle de roches à plusieurs kilomètres de
profondeur. Lors d’une éruption volcanique, il arrive en surface. Cette ascension
est possible grâce aux gaz sous-pression contenu dans le magma. Le magma
s’épanche à la surface à partir d’un cratère, sous forme de lave.
Selon les caractéristiques de ce magma, les éruptions sont de différents
types :
- une lave visqueuse s’écoule difficilement
VOLCANISME EXPLOSIF (Andésite)
- une lave fluide s’écoule plus difficilement
VOLCANISME EFFUSIF (basalte)
Comment se protège-t-on des risques volcaniques ?
IV) La répartition des volcans actif dans le monde
Carte de la répartition des volcans dans le monde
Les volcans actifs ne sont pas répartis au hasard à la surface de la Terre.
- Sur les continents, au niveau du « cercle de feu du Pacifique » ou le long
de grandes cassures axiales, les édifices volcaniques sont alignés.
- Au fond des océans, des roches volcaniques de nature basaltique sont
émises dans la partie axiale des dorsales.
- Certains édifices volcaniques sont isolés et il peut être à l’origine d’une île
(ex : Islande, Réunion, Hawaï).
CONCLUSION GENERALE
Le volcanisme se manifeste par l’arrivée en surface de magma. Elle peut se
faire de 2 façons : effusive ou explosive.
Lors de son arrivée en surface le magma donne de la lave. Cette dernière
refroidit et se solidifie en une roche volcanique constituée de cristaux inclus dans
du verre. La nature de la roche caractérise les différents types d’éruption
volcaniques.
A la surface de la Terre, la plupart des volcans sont alignés sur les
bordures ou sur les fonds des océans.
Mots clés :
Effusif, explosif, lave, magma, verre, visqueux et fluide.