Types d'Éruptions volcaniques

 

Thomas Jaggar a établi un observatoire volcanologique à Hawaï parce que les éruptions pourraient être visualisées relativement sans risque. Jaggar était au courant des caractéristiques violentes d'autres types de volcans, ayant visité la Soufrière et la Montagne Pelee en Martinique après les éruptions 1902. Il a espéré que la connaissance gagnée des volcans hawaïens serait employée pour surveiller des volcans plus dangereux et pour diminuer le risque des gens vivant près d'eux.

Ce chapitre décrit différents types d'éruptions volcaniques. Différents schémas de classification sont présentés parce que les différents aspects d'une éruption sont intéressants. Les éruptions peuvent se produire à différents emplacements sur un volcan et peuvent montrer un éventail étonnant de caractéristiques. Le chapitre commence par une description de l'emplacement des éruptions. Cette section est suivie d'une description des éruptions liées à l'eau. Le chapitre conclut avec une classification des éruptions basées sur leurs caractéristiques. Les sources  pour les classifications suivantes sont MacDonald (1972), McClelland et d'autres (1989), et Williams et McBirney (1979).

Classifications basées sur la forme et l'emplacement de l'évent


Des éruptions peuvent être classées par l'ouverture par laquelle il y a des écoulements de matière volcaniques ou des projections. De la lave ou le matériel pyroclastique peuvent être éjectés d'une fissure ou d'un évent central. Une fissure est une " zone de  rupture ou une fente dans la roche le long de laquelle il y a séparation de 2 blocs " (Bates et Jackson, de 1980, du p. 232). Une éruption de fissure est une " éruption qui a lieu le long d'une fissure allongée " (Bates et Jackson, 1980, le p. 232). Les éruptions de fissure sont communes le long des arêtes médio-océaniques et produisent des basaltes d'oreiller. Les éruptions de fissure sont également communes à Hawaï et produisent souvent des rideaux du feu comme les fontaines de lave le long d'une fissure. Vue montrant une éruption de fissure près de Halemaumau avril, 30, 1982. Photographie par Norm Banks, enquête géologique des États-Unis.


En revanche, un évent central est l'" ouverture sur la surface de la terre d'un conduit volcanique de forme cylindrique ou de pipelike " (Bates et Jackson, 1980, le p. 102). Une éruption centrale est l'" éjection des débris et de lave qui coule d'un point central, et forme un volcan plus ou moins symétrique " (Bates et Jackson, 1980, le p. 102). L'éruption 1991 du Mont Pinatubo et les  éruptions explosives de 1980 du Mont St Helens , après le souffle transversal, sont des exemples des éruptions centrales. Une éruption centrale a continuée au Mont St Helens pendant qu' un dôme volcanique croissait dans le cratère du volcan. Les éruptions centrales se produisent également à Hawaï, telle que l'éruption explosive de 1790 ou le lac  de lave de 1967-1968 dans Halemaumau. L'éruption  de Mauna Ulu 1969-1974 a commencée comme éruption de fissure et a évoluée vers un évent central. L'éruption de 1983 du volcan de Kilauea a commencée comme éruption de fissure et, en plusieurs mois, est devenue localisée à un évent central. Une configuration semblable, bien que de courte durée, s'est produite pendant l'éruption de 1959 au cratère de Kilauea Iki. Cette photo montre une éruption d'un évent central au  Paricutin dans au Mexique. Photographie par K. Segerstrom des États-Unis. Étude Géologique,


Des éruptions peuvent également être classées par l'emplacement où le matériel volcanique atteint la surface. Des éruptions centrales peuvent également s'appeler les éruptions de sommet, si elles sont situées au sommet du volcan. Les éruptions sommitales sont le type le plus commun d'éruption volcanique. Les éruptions explosives du Mont St Helens et du Mont Pinatubo sont des exemples des éruptions de sommet. L'éruption de sommet la plus récente de Kilauea s'est produite en 1982. Le matériel volcanique peut également être éjecté sur le côté d'un volcan pour produire une éruption de flanc. Les éruptions de flanc sont communes à Hawaï où le magma voyage dans des zones de crevasse à travers le flanc du volcan. Depuis 1955, la plupart des éruptions du volcan Kilauea ont été sur le flanc Est (zone de crevasse) du volcan. L'éruption continue du volcan de Kilauea est la plus longue et la plus volumineuse éruption de flanc dans le temps historique.

Caractéristiques des éruptions liées à l'eau.

McClelland et d'autres (1989) ont étudiés 388 éruptions volcaniques documentées de 1975 à 1985. Ils ont trouvé quatre modèles d'action de l'eau sue la lave avec des éruptions: éruptions sous-marines, formation de nouvelles îles, éruptions sous-glaiciaire, et lacs de cratère.

 

Peu d'éruptions sous-marines ont été documentées en raison de la difficulté de prévoir l'éruption des volcans sous-marins. Plusieurs indices indiquent que les éruptions sous-marins se produisent. La séismicité caractéristique des éruptions et des intrusions volcaniques a été enregistrée à quelques seamounts (volcans sous-marins). Les radeaux flottants de matériels volcaniques frais, de la ponce, indiquent également les éruptions sous-marins. L'ébullition d'eau de mer  est également un indice des éruptions peu profondes. Une éruption sous-marine a été enregistrée près de Necker Island en 1955. Les passagers à bord d'un avion pour Honolulu en provenance de Tokyo ont observés ce qui a semblé être une colonne de fumée s'élevant de l'eau. À une distance plus proche, ils ont trouvé une zone de vapeur, l'eau bouillonnait sur environ 1,5 kilomètres de diamètre. Était tout près d'une zone de plusieurs km2 qui  ressemblait à de la terre ferme. MacDonald et d'autres ont interprété cette " terre ferme " comme radeau de ponce qui est ultérieurement imbibée d'eau et fut engloutis. Cette photographie montre l'eau décolorée par des pyroclastes et un panache de vapeur se levant au-dessus d'une éruption sous-marin à Kavachi. La photographie est du U.S. Geological Survey. En 1996,une éruption de sous-marin s'est produite sur l'arête d'océan outre de la côte de l'Orégon.


Des éruptions peu profondes dans l'eau se caractérisent par des explosions de vapeur qui produisent des îles faites en téphra. Dans la plupart des cas, les îles sont érodées par les vagues de l'océan. Dans certains cas de la lave est éjectée dans l'air et forme un chapeau protecteur sur l'île. La formation d'une nouvelle île hawaïenne ne s'est pas produite dans le passé géologique récent. Cependant, ce processus est une étape dans l'évolution de tous les volcans hawaïens. on s'attend à ce que Loihi , un volcan sous-marin au sud  de l'île d'Hawaï , atteigne cette étape dans deux cent mille ans. Photographie d'interaction explosive de lave et de l'eau par ãDonna Donovan-O'Meara de Volcano Watch International.

 


Seulement cinq éruptions sous-glaciaires ont été enregistrées dans l'intervalle de dix ans  par McClelland et d'autres (1989). Elles dénotent que la plupart de ces éruptions se produisent dans des régions lointaines. Étonnamment, on retrouve des dépôts volcaniques sous-glaciaire en Hawaï. Il y a environ 10.000 ans, pendant l'âge glaciaire, le sommet de Mauna Kea  a été couvert par un glacier. Les éruptions sous-glaciaires produisent des pillow-lavas (Porter, 1987). Il n'y a aucune évidence d'éruptions sous-glaciaires au Mauna Loa. Cependant, des éruptions plus récentes ont pu avoir enterré les dépôts volcaniques sous-glaciaires plus anciens. Les glaciers ne se sont pas formé sur Kilauea en raison de sa basse altitude, toutefois il faisait assez froid pour neiger. Cette photographie montre la lave en oreiller qui s'est formée sous la glace sur Mauna Kea il y a environ 170.000 ans. Photographie de ãS.C. Porter, éruptions sous-glaciaire pléistocènes sur Mauna Kea, U.S. Geological Survey Professional Paper 1350.

 


Les sommets de quelques volcans contiennent des lacs de cratère. La proximité proche du magma sous le lac peut mener à une activité explosive. Les lacs de cratère peuvent également produire des coulées de boue dangereuses. McClelland et d'autres (1989) ont enregistré 24 éruptions qui se sont produites dans des lacs de cratère entre 1975 et 1985. La présence de seulement un petit lac sur le Mauna Kea rend une éruption associée à un lac de cratère à Hawaï très peu probable. L'éruption récente à Ruapehu en Nouvelle Zélande a montrée plusieurs des caractéristiques communes de ce type d'éruption. phréatique au Ruapehu en 1992. Photo par ãChristian Treber.

Analyses basées sur le caractère de l'éruption


Des éruptions peuvent être classées par la façon dont se fait l'explosion. Une éruption explosive est une " éruption... qui se caractérise par l'éjection énergique du matériel pyroclastique " (Bates et Jackson, 1980, p. 217). Cette photographie montre l'éruption explosive du volcan de Augustine dans à l'Alaska mars 27, 1986. Courtoisie de photographie du ãU.S. Geological Survey.


Une éruption effusive se caractérise par l'épanchement relativement silencieux de la lave (MacDonald, 1972, p. 210). Une éruption mixte est une éruption " qui comprend l'émission de la lave et l'éjection explosive des pyroclasts " (Bates et Jackson, 1980, p. 403). Cette photo montre l'émission doux de la lave d'un évent dans Halemaumau cratère. Photographie par ãR. Fiske, U.S. Geological Survey, le 5 janvier 1968.

Depuis le début du 20e siècle, des éruptions ont été classées par leur ressemblance à des volcans spécifiques, où certains types d'activité sont communs. Ainsi, des éruptions hawaïennes , de Stromboliennes, de Vulcaniennes , et de Peléennes sont nommées à partir des volcans d'Hawaï, Stromboli (Italie), Vulcano (Italie), et Mt. Pelée (Martinique, Antilles). Des analyses supplémentaires sont basées sur la nature et l'échelle de l'activité, des éruptions basaltiques par exemple, d'inondation et de gaz. des éruptions de Plinienne sont nommées pour Pline l'aîné, un naturaliste de Roman qui est mort dans une éruption de Vesuvius par année A.D. 79. MacDonald (1972) a noté qu'il y a des gradations entre chaque type d'éruption et que quelques volcans peuvent afficher plus d'un type d'activité.


 

Les éruptions hawaïennes se caractérisent par des éruptions silencieuses et effusives qui résultent de la basse viscosité, de la basse teneur de gaz, et des températures élevées d'éruption des magmas hawaïens.

 


Durant certaine éruptions, la pression hydrostatique (pression de magma à des niveaux plus élevés dans le système) et l'expansion des gaz éjecte la lave haut dans l'air. Ces fontaines de lave sont généralement de dix à quelques centaines de mètres de haut. Moins communes sont les fontaines qui atteignent plus de 300 m de hauteur. La plus haute fontaine de lave de 1959  à Kilauea Iki a atteint 580 m de hauteur. 

 

 La lave s'accumule près de l'évent pour produire un cône d'éclaboussure ou de cendre. L'éruption 1959 de Kilauea Iki a fait le Puu Puai, un  cône d'éclaboussures (spatter) et de cendre de 38 m  de haut . Les éruptions hawaïennes commencent généralement comme des éruptions de fissure avec un rideau du feu constituée par des fontaines de lave proche ou espacées . Pendant cette étape d'une éruption, des remparts d'éclaboussure peuvent se former. Si le niveau de lave dans la fissure est assez haut, la lave peut déborder. En raison de leur composition basaltique, les écoulements de lave sont minces, fluides, et étendus. Les écoulements peuvent être pahoehoe ou aa.

Si l'éruption est d'un évent central, les débordements répétés peuvent former un monticule doucement incliné de lave, tout comme un petit " volcan bouclier " (Macdonald, 1972, p. 215). Mauna Ulu, sur la zone Est du rift supérieur du Volcan Kilauea, est un exemple de ce type de dispositif. Cette photo montre une haute fontaine de lave pendant la phase 12 de l'éruption de Mauna Ulu. L'éruption continue du Volcan  Kilauea est typique des éruptions hawaïennes, excepté sa longue durée et son grand volume. Courtoisie de photographie du ãU.S. Geological Survey, le 30 décembre 1969.

 


 


Les éruptions des plateaux de Basalte sont semblables aux éruptions hawaïennes en général par l'aspect mais diffèrent par le très grand volume de lave produit. Aux nord-ouest des Etats-Unis , les éruptions basaltiques fluides ont produit des écoulements avec une épaisseur moyenne de 25 m qui peuvent avoir  plus de 100 kilomètres de long. Les différents écoulements peuvent couvrir plus de 40.000 km2 (Swanson et d'autres, 1975). L'accumulation épaisse des coulées basaltiques étendus transversale de lave qui résultent de ces éruptions basaltiques s'appellent  basaltes des plateaux (Williams et McBirney, 1979). Cette photo montre une pile de coulées de lave dans le Columbia River Flood Basalt le long du sud de Snake River d'Asotin, Washington. Photographie par ãRobert Wickman. 


Photographie d'une éruption strombolienne à Stromboli copyrighted par ãSteve O'Meara de Volcano Watch International.

 

Les éruptions Stromboliennes sont nommées en référence au volcan Stromboli sur la côte occidentale de l'Italie, où une éruption typique comprend l'éjection rythmique de la cendre, du lapilli, et des bombes incandescents aux tailles de quelques dizaines ou centaines de mètres.

L'effusion des écoulements de lave peut ou peut ne pas accompagner l'éjection de matériel pyroclastique. Les écoulements de lave des éruptions de Stromboliennes sont en général plus visqueux que des écoulements hawaïens de lave et sont ainsi des quelque sorte plus courts et plus épais (Macdonald, 1972 en ). Le tephra est rouge quand il est éjecté de l'évent mais devient noir et presque solide avant de frapper la terre.

La cendre est la plus commune avec les bombes et le lapilli est moins abondant. La cendre peut être présente dans des quantités relativement mineures. Le tephra s'accumule près de l'évent central et construit un cône de cendre. Le magma associé à l'activité Strombolienne est basaltique ou andésitique et a une viscosité plus élevée que les magmas hawaïens. En raison de la viscosité plus élevée, le gaz a plus de difficulté pour s'échapper. Les bulles de gaz ont éclatées au dessus de la colonne de magma, produisant de petites explosions et jetant des blocs de lave fondue dans l'air. 

Les éruptions Stromboliennes peuvent durer de quelques heures ou jours à quelques mois ou à quelques années. La longue durée de l'activité de Strombolienne est une caractéristique commune. Le Paricutin au Mexique a été en activité sans interruption de 1943 à 1952, produisant un cône fait de cendre, de bombes, de lapilli, et de  poussière. Izalco, au Salvador, a été construit par des éruptions de Strombolienne.

 


 


Les éruptions de Vulcaniennes sont baptisées du nom du cône de Vulcano dans les îles Eoliennes à l'ouest de l'Italie. les éruptions de Vulcaniennes peuvent impliquer presque n'importe quel type de magma mais le magma felsic, magma avec le contenu relativement élevé de silice, est le plus commun (Williams et McBirney , 1979). Ce type d'éruption commence habituellement par les explosions de vapeur qui enlèvent le vieux matériel lithique (roche) de l'évent central. 

La phase principale de l'éruption se caractérise par l'éruption du magma visqueux et riche en gaz qui donne des cendres vitreuses. Un nuage d'éruption, en forme de chou-fleur ou champignon, formé de cendre, se développe au-dessus de l'évent. 

Le nuage d'éruption peut être gris ou noir. La foudre dans le nuage d'éruption est commune pendant les éruptions Vulcanienne.

Chute de cendre, écoulement pyroclastique, et dépôts de nuées peuvent former un cône de cendre, surmontée par des couches de cendre. Des dépôts de Tephra des éruptions Vulcaniennes sont plus largement dispersés que les dépôts des éruptions hawaïennes ou Stromboliennes. L'éruption des écoulements épais et visqueux de lave indique la fin du cycle éruptif (Williams et McBirney, 1979).

 


 


Les éruptions de Péléennes sont nommées pour Mont Pelée aux Antilles, où ce type d'activité a été vu et décrit la première fois en 1902-1903. des éruptions Péléennes sont associées aux magmas rhyolitiques ou andésitiques. Les deux caractéristiques des éruptions Péléennes sont la formation des dômes et des avalanches rougeoyantes (Macdonald, 1972).

Pendant les étapes initiales de l'éruption, les avalanches rougeoyantes violentes de cendre chaude voyagent en bas des flancs du volcan. Ces avalanches incandescentes peuvent allumer des incendies et sont assez puissantes pour renverser des murs. Les dépôts de Tephra sont généralement beaucoup moins répandus que la plupart des éruptions de Vulcaniennes et de Pliniennes (Williams et McBirney, 1979).

 


Après l'étape explosive initiale, le magma visqueux forme un dôme ou une aiguille volcanique dans l'évent volcanique. La pesanteur ou la pression interne peut faire effondrer le dôme, ayant pour résultat des écoulements chauds de blocs et de cendre.

Les éruptions Péléennes terminent généralement leur cycle éruptif en seulement quelques années (Williams et McBirney, 1979). Santiaguito, au Guatemala, est un exemple d'une éruption de Péléennes qui a continué pendant des décennies. La photo montre une aiguille volcanique au sommet du Mt. Pelée. Photographie par Heilprin.

 


 

 


Les éruptions pliniennes sont nommées pour le naturaliste célèbre Pline l'ancien. Il est mort pendant une éruption du Vésuve en  A.D. 79. Pline le neveu de l'aîné a décrit l'éruption, qui est caractéristique des éruptions de pliniennes.

Deux caractéristiques principales sont une éruption particulièrement puissante et continue de souffle de gaz et l'éjection de grands volumes de ponces (Walker et Crosdale, 1971). les éruptions pliniennes peuvent durer moins d'un jour, telles les explosions de courte durée du magma riche en gazet siliceux avant l'éruption des écoulements basaltiques liquides de lave en Islande. 

Les éruptions pliniennes de longue durée et plus volumineuses durent des semaines ou des mois. Les éruptions plus longues commencent par des chutes de cendre suivies d' avalanches rougeoyantes.

Dans certains cas, l'explosion du magma est telle que le sommet du volcan s'effondre pour produire une caldeira.

Les exemples classiques de l'effondrement pour produire une caldeira sont Krakatau en 1883, Crater Lake environ 7.000 ans il y a, et S Santorin en 1500 B.C.

Pendant les éruptions pliniennes la cendre fine peut être dispersée au-dessus des zones très grandes. Le volume total de tephra éjecté pendant la formation de Crater Lake était de 75 kilomètres cube. L'éruption 1886 de Tarawera est un cas rare d'une éruption basaltique pliniennes.

La photographie montre l'éruption pliniennes de Mount St. Helens le 18 mai 1980. Courtoisie de photographie de ãU.S. Geological Survey.

 


 


Les éruptions fluides de Rhyolitique se caractérisent par la production des grands volumes de matériel rhyolitique qui parcourent de grandes distances de leurs évents pour produire de plaines large,  presque plates (Macdonald,1972).

Les éruptions fluides de Rhyolitique sont issus de fissures. La fluidité de ces éruptions est un résultat des écoulements chauds de cendre. Macdonald cite l'éruption 1912 de Mt. Katmai en Alaska comme exemple d'une éruption rhyolitique fluide. Cette éruption a produit une caldeira de 7 kilomètres cube de cendre. La zone est maintenant une partie de Katmai National Park.

 


 


Les éruptions de Ultra-Vulcaniennes se caractérisent par l'éruption de la roche solide et de la vapeur.

Les fragments peuvent aller des cendres aux blocs en  la taille et de froid à incandescent dans la température. Aucun nouveau magma n'est impliqué. Ces éruptions s'appellent également phréatiques, fondé sur l'hypothèse que la vapeur provient du contact des eaux souterraines avec la roche chaude. Jaggar (1949) a appelé ce type d'éruptions d'un Blast de vapeur ".

Les éruptions explosives de 1924 à Halemaumau sont un excellent exemple d'une éruption ultravulcanian. L'éruption de 1963-1965 de Surtsey en Islande et l'éruption 1965 de Taal aux Philippines sont des exemples supplémentaires des éruptions ultravulcanian.

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