Roche ignée volcanique

La roche volcanique est un type spécifique de roche ignée qui se forme lorsque le magma perce la surface et se solidifie dans l’environnement subaérien. Son étude donne un aperçu de l’activité volcanique passée, et peut-être future.

Le magma est une roche liquide, qui est produite dans la Terre et atteint des températures de 800 à 1 200 °C. Il existe trois mécanismes principaux de production de magma : l’ajout de chaleur, l’ajout de substances volatiles ou la décompression. Chacun de ces différents types de fusion produit des types spécifiques de magma, et génère donc des volcans avec des styles éruptifs et une structure différents. Cette vidéo illustrera les différences entre les types de dépôt de lave à petite échelle à l’aide de cire de paraffine et les différents types d’éruption à l’aide d’une démonstration basée sur le CO2.

Les magmas très visqueux à forte teneur en matières volatiles ont tendance à produire les éruptions les plus explosives, par rapport aux magmas à faible viscosité et à faible teneur en matières volatiles, qui produisent généralement les éruptions les plus reposantes.

Dans les éruptions quiescentes, la lave s’écoule sur le flanc du volcan ou vers l’extérieur des fissures. Les coulées de lave se déplacent généralement lentement et, en tant que telles, peuvent causer des dommages matériels, mais rarement des pertes de vie. En revanche, des réactions plus explosives entraînent l’éjection de magma, de roche et de gaz, collectivement connus sous le nom de « matériaux pyroclastiques », du volcan.

Le type de manteau fondu et le degré de fusion peuvent tous deux affecter la composition du magma. Le magma résultant formé affectera alors le volcan produit et le type d’éruption observé.

Généralement, le magma visqueux est de composition plus felsique et se forme à la suite de la fusion de la croûte continentale ou de la lithosphère continentale. En revanche, le magma moins visqueux est généralement mafique et se forme lors de la fusion de la lithosphère océanique ou de la fusion du manteau asthénophrique. Pour plus d’informations sur la roche felsique et mafique, voir l’autre vidéo de cette collection sur la roche ignée.

Les volcans sont généralement générés par des dépôts successifs de lave au fil du temps. La lave très visqueuse crée de hauts édifices escarpés, connus sous le nom de stratovolcans. En revanche, la lave qui s’écoule librement se déplace plus loin avant de se solidifier, créant des structures courtes et discrètes appelées volcans boucliers.

Maintenant que nous sommes familiers avec les concepts qui sous-tendent la production de magma, le dépôt et l’éruption volcanique, voyons comment ils peuvent être simulés en laboratoire.

La première procédure met en évidence des éruptions quiescentes et explosives. Pour commencer, remplissez un récipient en plastique avec un col mince à environ la moitié avec de l’eau tiède. Pour simuler la structure d’un volcan, enterrez la bouteille sous de la pâte à modeler ou de la pâte, en ne laissant que l’ouverture du goulot de la bouteille exposée. Ensuite, ajoutez environ 4 cuillères à café de bicarbonate de soude.

Ajoutez du vinaigre dans la bouteille jusqu’à ce qu’il commence à effervescent. L’inclusion de colorant peut aider à la visibilité. Pour une éruption quiescente, laissez la bouteille ouverte. Si la simulation d’une éruption violente est souhaitée, bouchonnez la bouteille.

Lors de l’éruption au repos, une partie de la matière s’est écoulée vers l’extérieur comme une coulée de lave. La nature mousseuse de la coulée rappelle la lave chargée de substances volatiles.

La plupart des éruptions volcaniques sont liées à des pertes volatiles. Celles qui sont particulièrement explosives auront des émanations volatiles considérables. Dans le récipient bouché, l’éruption initiale implique des matériaux de type pyroclastique qui sont éjectés dans l’air au-dessus de l’édifice volcanique. Cela indique également ce qui peut se passer dans les volcans naturellement bloqués.

La démonstration suivante concerne la stratification de lave. Pour le démontrer, faites chauffer la paraffine sur une plaque chauffante jusqu’à ce qu’elle devienne un fluide visqueux. Versez la paraffine liquide sur une surface en carton mince inclinée avec des coudes de différentes formes. Ce gradient varié simule une coulée de lave sur la surface inégale de vrais volcans. Au fur et à mesure que la paraffine s’écoule sur la surface inégale, elle formera une couche d’épaisseur variable, qui simule ce que l’on verrait à la surface d’un véritable volcan. Laissez refroidir la première couche de paraffine, puis versez une deuxième couche sur la première, en commençant par le même point. Répétez ce processus plusieurs fois pour simuler des coulées de lave successives.

Notez comment les couches s’amincissent avec la distance de la source de magma. Observez également que les couches chaudes ou les éruptions ultérieures peuvent faire fondre partiellement les couches sous-jacentes.

La superposition démontre le principe de la superposition. Les couches plus anciennes se trouvent au fond, avec des dépôts d’éruptions plus récentes stratifiés au-dessus.

De plus, la surface courbée de la carte simule la surface inégale observée sur la plupart des volcans. Différentes épaisseurs de magma s’accumuleront sur les parties les plus ou moins profondes de la surface du volcan, modifiant le paysage du volcan à chaque éruption successive.

Comprendre la composition et la formation des roches volcaniques et les propriétés qui conduisent à différents phénomènes d’éruption a de vastes applications pour les géologues et les populations humaines dans leur ensemble.

Reconnaître les types de roches volcaniques sur le terrain et les relier à des styles éruptifs spécifiques peut informer les géologues du type de menaces posées aux communautés voisines. Ces informations peuvent aider à la mise en œuvre de plans d’urgence en cas d’éruption, ou à la construction ou à l’urbanisme de sécurité ciblés.

Les types de roches volcaniques peuvent également être étudiés pour évaluer la gravité ou l’explosivité des éruptions passées. Cette information peut être utile lors de la planification de l’utilisation des terres. Comme les dépôts volcaniques peuvent également avoir une influence positive sur le sol et l’agriculture, ces zones peuvent être économiquement fructueuses si le risque d’éruption sévère est considéré comme faible.

La stratification volcanique peut être une fenêtre sur l’histoire géologique d’une région. Les couches peuvent contenir des informations sur le climat, l’environnement et la vie passés, et sont faciles à dater, fournissant des repères temporels utiles dans les études géologiques. Les volcans peuvent également créer des paysages pittoresques, notamment l’emblématique Arthur’s Seat, qui surplombe la ville d’Édimbourg en Écosse. Il s’agit de la plus grande partie restante d’un volcan éteint qui remonte à la période carbonifère et est désigné site d’intérêt scientifique spécial.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE aux roches ignées volcaniques. Vous devez maintenant comprendre les différents types de magma et leur dépôt, les principes des éruptions quiescentes et explosives, et comment les simuler en laboratoire ou à la maison. Merci d’avoir regardé ! Merci d’avoir regardé !