Les volcans livrent peu à peu leurs secrets

Jean-Bernard Desfayes, journaliste RP


Les vacances estivales vont attirer à nouveau les touristes vers les pays du soleil et de l'art de vivre: l'Italie du sud, la région du Massif central français, les Canaries ou, plus loin, l'Indonésie, voire certaines îles du Pacifique. Une similitude: elles sont toutes terres de volcans, à la fois attirantes et inquiétantes.

Rabaul, en Papouasie-Nouvelle Guinée. Une ville de pêcheurs tout au bout de l'île de Nouvelle Bretagne, au bord d'une caldeira, autrement dit d'un cratère de volcan. La radio locale donne la météo, bien sûr; mais elle complète son bulletin par l'état de santé de la caldère, ce jour-là. "Le fond n'a pas bougé. Il n'y a pas de risque pour les 24 heures à venir..."
Il faut en effet pouvoir fuir très vite cette terre que le volcan a rendu particulièrement fertile. L'évacuation exige toute une éducation et un entraînement fondés sur l'information, rapide et efficace. En 1944, sur la base de secousses sismiques de plus en plus rapprochées, 60'000 personnes avaient été déplacées en 48 heures. Les habitants de Rabaul vivent dangereusement, certes, mais un peu moins qu'autrefois grâce aux progrès de la volcanologie.


500 volcans en activité

La planète est constellée de milliers de volcans, dont plus de 500 sont aujourd'hui en activité. Près de la moitié se trouvent sur la côte ouest du Pacifique et sur les îles qui la bordent. L'Europe est aussi concernée: une bonne poignée d'entre eux se trouvent sur une ligne orientée est-ouest qui traverse la Méditerranée, à la jonction de la plaque eurasienne et de la plaque africaine.
Mont St.Helens, Nevado del Ruiz, Pinatubo, El Chichon, Unzen et, bien entendu, toujours Etna, Stromboli et Vésuve, ces noms reviennent à intervalles réguliers dans l'actualité; le fait qu'ils soient dans toutes les mémoires tendrait à démontrer qu'il y a eu un nombre exceptionnel d'événements volcaniques ces dernières années. Ce n'est qu'une impression.
Le globe ne vit pas une période de volcanisme particulièrement intense, estime Jean Hernandez, professeur de pétrologie à l'Université de Lausanne. Mais plusieurs disciplines scientifiques s'intéressent davantage à ces phénomènes. Surtout, on les observe mieux et avec des techniques plus élaborées.

La preuve d'une intense activité souterraine

Pendant longtemps, il est vrai, on a considéré que les volcans étaient à l'écorce terrestre ce que l'acné est à la peau des adolescents: un phénomène accidentel et une fatalité. Depuis le début de ce siècle, ceux qui se sont penchés sur les cratères ont commencé à comprendre que ces fissures de l'écorce terrestre par où jaillit le magma en fusion participent en plein à la mécanique tellurique; les volcans sont l'expression matérielle concrète, pourrait-on dire, de ces processus géologiques souterrains dont le béotien n'aurait aucune idée sans cela.
Le volcan n'est que la partie superficielle d'un système magmatique de très grandes dimensions qui s'étend en profondeur, écrit dans "La Recherche"(Mars 1995) le professeur Claude Jaupart, chercheur à l'Institut de physique du globe de Paris. Le magma provient de la fusion partielle des roches du manteau terrestre. Il monte vers la surface et se rassemble dans un réservoir, la chambre magmatique. C'est cette dernière qui alimentera les éruptions volcaniques. L'étude des éruptions volcaniques est donc indissociable de celle du système magmatique situé en profondeur et dont elles ne sont que la manifestation visible.


Les "bulles" effectuent une remontée de 3'000 km

L'activité volcanique n'est pas aléatoire la plupart du temps; elle est étroitement liée à la tectonique des plaques. Il suffit de suivre les frontières de ces plaques pour dresser la carte mondiale des volcans. Pas de tous, cependant, puisqu'il en est qui sont apparus au beau milieu des plaques continentales et océaniques. Pourquoi? Explication de Jean Hernandez: "On pense, depuis quelques années, avoir découvert le principe de ces "points chauds". A l'image des bulles qui remontent mollement et viennent crever la surface d'une soupe épaisse cuisant à petit feu, des bulles de matière chaude remontent de la base du manteau, vers 3'000 km de profondeur, jusqu'à la lithosphère qu'elles finissent par perforer. On peut voir, comme à Hawaï, tout un alignement de volcans qui sont nés de cette façon: c'est dû au défilement de la plaque au-dessus d'un point chaud, en quelques centaines de milliers d'années ou plus. Les volcans les plus anciens sont à une extrémité de la chaîne, les plus jeunes à l'autre extrémité
Mais à côté de ce volcanisme intraplaque, il existe deux autres formes aux conséquences beaucoup plus importantes. La première concerne les zones d'écartement ou de rift médio-océaniques: la fusion partielle du manteau terrestre se produit à une vingtaine de kilomètres de profondeur et la lave basaltique se contente de remonter et de recouvrir le plancher des océans. "Tous les fonds des océans sont créés par l'action effusive de ce magma sous une couche d'eau importante", explique le professeur de l'UNIL.

L'implosion est parfois inévitable

Plus spectaculaire et plus dangereux pour les populations, le volcanisme à la convergence de deux plaques, là où elles s'affrontent, l'une passant sous l'autre et disparaissant dans le manteau. La fusion se produit à de plus grandes profondeurs, environ 150 km, et le magma s'enrichit alors de toute l'eau contenue dans la plaque qui s'enfonce; plus visqueux, plus siliceux, il est aussi plus explosif que les magmas des deux autres catégories de volcanisme. La charpente de ces systèmes est aussi plus solide et offre plus de résistance à la montée du magma; l'"exsolution" des gaz, c'est-à-dire leur sortie du magma, en est rendue plus difficile. L'explosion devient inévitable. Le magma, qui s'est accumulé dans la chambre magmatique à une dizaine de kilomètres de profondeur, doit s'échapper par l'étroit conduit en quelques minutes; le débit peut atteindre des millions de tonnes à la seconde.

Des avalanches à haute température

On compte une bonne demi-douzaine de types d'éruptions différents; mais les deux plus spectaculaires et destructrices sont celles "à coulées pyroclastiques" et les éruptions "pliniennes". Dans la première, le mélange éjecté, essentiellement gazeux, est plus dense que l'atmosphère; il retombe très vite et dévale les pentes du volcan à la manière d'une avalanche à haute température, détruisant tout sur son passage. Une bonne illustration de ces coulées pyroclastiques est celle qui, projetée de la montagne Pelée, détruisit en 1902 la ville de Saint-Pierre, en Martinique.
Dans les éruptions pliniennes - de Pline, l'écrivain romain qui décrivit le cataclysme à l'origine de la disparition de Pompéi et de Herculanum en l'an 79 de notre ère -, le mélange éjecté, fait de cendres et de gaz, est moins dense que l'atmosphère; il crée une colonne thermique qui peut s'élever jusqu'à 30'000 m d'altitude, entraînant dans l'ascendance ces matériaux. Ceux-ci ne sont pas seulement dangereux pour le transport aérien (risque d'extinction des réacteurs des avions) mais, par leur capacité d'absorption du rayonnement solaire, ils peuvent encore être à l'origine d'une modification provisoire du climat.

Les historiens du magma

Ces descriptions correspondent à une approche naturalistedu volcanisme. Depuis une quinzaine d'années, l'approche expérimentale a pris un essor considérable en mettant en oeuvre toutes les techniques de la minéralogie, de la géochimie et de la géophysique notamment. C'est le cas des travaux entrepris à Lausanne.
Nous cherchons à comprendre ce qui s'est passé dans la chambre magmatique et comment le magma lui-même a évolué, explique Jean Hernandez. Nous analysons de minuscules quantités de matériau volcanique, parfois un micron-cube seulement; c'est suffisant pour déterminer sa composition ainsi que les températures et les pressions auxquelles il a été soumis. Nous sommes, en quelque sorte, les historiens du magma...
L'explication globale de tous les phénomènes qui se produisent à l'intérieur de la Terre est encore à trouver. On en est loin, faute de pouvoir y aller.
Le forage le plus profond jamais effectué a atteint 13 km de profondeur à peine, dit le volcanologue lausannois; or le diamètre de la Terre est de 6'500 km... Par échantillonnage indirect de la lave basaltique remontant de la partie supérieure du manteau, on connaît assez bien ce qui nous attendrait jusqu'à 200 km. Au-delà, cela devient plus difficile.

[WWW] Pour les accros d'Internet, il existe un serveur WWW destiné au grand public et surtout aux adolescents: Volcano World (http://volcano.und.nodak.edu/).
Les informations fournies par ce serveur sont d'excellente qualité et leur mise à jour est quotidienne. Volcano World et d'autres adresses sur la volcanologie ont été mis récemment en accès direct sur les ordinateurs de la salle de cours de pétrologie de l'UNIL à l'occasion d'un cours post-grade sur les risques volcaniques destiné aux étudiants de l'EPFL.