6/ Les éruptions volcaniques, des catastrophes naturelles

Nom, prénom …………………………………………………
6/ Les éruptions volcaniques,
des catastrophes naturelles
Vocabulaire à connaître : Eruption
volcanique, volcan, volcan actif, nuée
ardente, lahar, bombe, dioxyde de soufre,
risque primaire, risque secondaire, éruption
explosive, éruption effusive, dôme, cône
cratère, lave
Livre p. 102-103 + 126-127
Le Mérapi
L’Indonésie compte 129 volcans actifs, 80 ont eu au moins une éruption depuis 1600. Le plus dangereux de ces
volcans est le Mérapi, sur l’île de Java ; le sommet de cette « montagne de feu » est à 2914 m d’altitude ; la partie
supérieure du Mérapi est dépourvue de végétation en raison de l’activité éruptive fréquente. C’est un des volcans les
plus actifs du monde. Le Mérapi existe depuis plus de 400.000 ans, il a eu des éruptions de différents types selon les
époques. Il est entré 68 fois en éruption depuis 1548 (faisant près de 10.000 morts) : de petites éruptions ont lieu
tous les 2-3 ans, de plus importantes tous les 10-15 ans. Sur les flancs du volcan vivent de nombreux habitants :
800.000 habitants à Yogyakarta, à 25 km au sud du cratère ; à 500 m d’altitude, on compte 32 villages, 258.200
habitants ; il y a des villages jusqu’à 1700 m d’altitude : les cendres volcaniques rendent le sol fertile…
Dans le monde, au XXème siècle, plus de 46 % des victimes des éruptions volcaniques (près de 37.000 personnes)
sont mortes ensevelies ou brûlées vives par des nuées ardentes. Il existe différentes sortes de nuées ardentes ; celles
du Mérapi peuvent parcourir 13 km, leur vitesse est de 110 km/h, leur température de 300-400°C ; elles ont tué :
o 1672 : 3000 morts
o 1872 : tous les villages à plus de 1000 m d’altitude détruits
o 1930 : 13 villages détruits (+ 23 partiellement), environ 1400 personnes + 2000 animaux tués
o 1954 : 64 morts
o 1976 : 28 morts, 1176 personnes privées d’habitation
o 1994 : Les scientifiques ont mesuré la croissance d’un nouveau dôme : jusqu’à 17.000 m3 par jour. Fin
septembre, le dôme mesurait 2,5 millions m3. Quand il a explosé, en novembre, il a produit des nuées ardentes
qui ont parcouru 6-7 km, brûlant un village, faisant 63 morts et 500 blessés. 6.000 habitants avaient été évacué.
2006 : mi mai, environ 30.000 personnes doivent être évacuées,
beaucoup ne sont pas parties ou sont revenues s’occuper de leurs
champs et de leur bétail, biens précieux pour les villageois.
Un dôme grandit, à raison de 100.000 m3 par jour (cela correspond au 14 juin 2006 : un immense nuage de cendres et gaz. Photo AP.
volume d’une pièce de 2,5 m de haut… mesurant 200 m x 200 m). La
hauteur du dôme est de 112 m le 7 juin, son volume de 4 millions de
m3. Des panaches de gaz, qui s’élèvent parfois à plus de 1000 m,
contiennent beaucoup de vapeur d’eau, du dioxyde de soufre SO2
(maximum : 250 tonnes par jour) et de l’acide chlorhydrique HCl. Le
Merapi envoie dans un rayon de 5 km des cendres brûlantes et des
roches. On compte aussi des nuées ardentes chaque jour.
2 hommes sont morts le 14 juin : ils participaient à l’évacuation d’un
village, ils se sont réfugié dans un bunker souterrain pour se protéger
des gaz et des débris crachés par le volcan… leur abri a été recouvert de
2 m de débris d’une température d’environ 300°C ! les secouristes ont
découvert leurs corps calcinés le 16 juin.
Entre deux éruptions, il risque d’y avoir des lahars : quand il pleut au moins 50 mm/h, la pluie mélangée aux
cendres volcaniques forme des coulées dangereuses. Par exemple en 1996, 150.000 m3 de matériaux volcaniques
(issus de l’éruption de 1994) ont été transporté le long d’une rivière, engloutissant 14 camions. Dans le monde, avec
31.500 morts, les lahars ont représenté 40% des victimes dus aux éruptions volcaniques au 20ème siècle.
Il y a aussi un risque de famine... Lors de l’éruption d’un autre volcan indonésien, le Tambora, en 1815, 80.000
personnes sont mortes de faim. Aujourd’hui la famine guette au moins des centaines de singes, qui trouvent
habituellement dans les forêts de quoi s'alimenter et reçoivent de la nourriture des touristes. Mais l'accès à la zone
est interdite, les bois ont été brûlés. Les singes sont partis vers les villages et les champs des paysans. Les habitants
font des patrouilles, armées de bâtons, pour éloigner les singes. Le centre de protection des animaux de Yogyakarta
a organisé une tournée hebdomadaire avec des bananes, du maïs, des papayes et des melons pour les singes …
Le Piton de la Fournaise
Le Piton de la Fournaise est probablement le volcan avec le plus grand nombre d’éruptions par an dans le monde,
avec 22 éruptions entre 1998 et 2005 et une moyenne d’une phase éruptive tous les 9 mois. Le volcan, qui a environ
350.000 ans, se trouve à l’intérieur de l’enclos Fouqué (taille : 9 x 13 km, profondeur 100 à 300 m), c’est un cône de
30 km de diamètre et d’une hauteur de 400 m avec 2 cratères, le Dolomieu (700 à 1000 m de diamètre, à l’Est) et le
Bory (200 à 350 m de diamètre, à l’Ouest). 97% des éruptions récentes sont limitées à l’Enclos Fouqué ; depuis 25
ans, environ un quart de l’Enclos a été recouvert par en moyenne 2 à 3 mètres de laves. Le volcan n’est pas une
menace pour la population, les risques sont avant tout matériels quand les coulées atteignent la route nationale.
Après de très faibles déformations et une « crise sismique » de seulement une dizaine de séismes de faibles intensités
vers 10h, le Piton de la Fournaise est entré en éruption le 30 août 2006, deux semaines seulement après la dernière. A
partir de 11h35, le trémor (série de micro-séismes) est apparu. L’éruption se situe sur le bord Est du Dolomieu. Une
première coulée se trouve dans le Dolomieu, une deuxième coulée sur le flanc. Un cône de 15 à 20 m s'est formé ; le 4
septembre on observe que les fontaines de lave le dépassent largement.
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c
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Sites conseillés : http://www.fournaise.info/index.php et http://ovpf.univ-reunion.fr/
Questions
1. Situer le Mérapi sur la carte du polycopié 1.
2. Légender le document a (ci-dessus), proposer un titre pour chaque document.
3. Compléter ce tableau
risques primaires
= au moment d’une
éruption
risques secondaires
= après l’éruption
modifications du paysage
entraînées par les éruptions
Durée des éruptions
Fréquence des éruptions
Mérapi (éruptions explosives)
Piton de la Fournaise (éruptions effusives)
Nom, prénom …………………………………………………
7/ L’origine des éruptions
volcaniques
Schéma d’un stratovolcan
lave du Mérapi au microscope
http://www.vsi.esdm.go.id/mvo/generalview.html
Vocabulaire à connaître : vocabulaire du chp 6
+ stratovolcan, basalte, trachyte, phénocristal,
microlite, verre, structure, structure microlitique,
caldeira, chambre = réservoir magmatique,
cheminée, magma visqueux, magma fluide,
Livre p. 106 à 109
Le Mérapi
Le Mérapi est un stratovolcan = un volcan au volcanisme explosif, qui se caractérise par des versants très pentus, la
présence d’un dôme à son sommet, composé de magma très visqueux et rempli de gaz.
On enregistre des séismes quand le magma monte : les foyers des séismes sont superficiels (moins de 5 km du
sommet) ; il y a aussi des séismes pendant les chutes des bombes volcaniques. Les séismes « volcaniques » ont une
magnitude d’environ 2. Il n’y a pas de séismes à plus de 5 km ni autour de 1,5 km : cela signifie qu’il y a à ces
profondeurs des chambres magmatiques.
Le Piton de la Fournaise
L’enclos Fouqué est une caldeira : un cratère géant produit par l'effondrement du terrain : Au départ, du magma
monte vers les couches externes du manteau terrestre. La course du magma vers la surface est stoppée par une couche
rocheuse dure, le magma se répand alors en une couche, sous la croûte terrestre, formant une espèce de gigantesque
bulle à 1500°C : la chambre magmatique. Le remplissage de cette chambre se fait pendant des milliers d'années. Au
dessus de la chambre magmatique, le sol se soulève, tandis que la pression en dessous, augmente. Un beau jour, la
pression étant tellement forte, une trouée du manteau terrestre s'opère et le magma s'échappe. La chambre
magmatique en dessous se vide, son contenu s'accumule autour du cône, en surface. La croûte terrestre finit par
s'effondrer dans la chambre magmatique vide : la caldeira est formée. Quelques fois, le phénomène s'arrête là et la
caldeira se remplit d'eau ; dans le cas du Piton de la Fournaise, une première caldeira s’est formée il y a environ 290
000 ans, une deuxième il y a 65 000 ans, une troisième (qui correspond à l’Enclos Fouqué) il y a 4.500 ans.
Aujourd’hui encore, la chambre magmatique supérieure (< 1 km sous terre) se remplit peu à peu de magma fluide, la
surface du sol se bombe (on capte des micro-séismes et on mesure ces déformations) puis se fissure pour permettre
l’éruption. Les laves jaillissent de cratères et forment une véritable rivière qui coule plus ou moins vite.
Etude de la formation du basalte. Pour étudier la formation du basalte, des géologues américains ont prélevé des
échantillons de lave basaltique à différentes températures (1 : à 1170°C, 2 : à 1130°C, 3 : à 760°C quand la lave est
solidifiée) sous la croûte de lacs de lave d’un volcan hawaïen : le Kilauea. Ces échantillons, brutalement refroidis
dans de l’eau de manière à figer leur structure, ont ensuite été observés au microscope.
Questions
1. Qu’est-ce qu’une chambre magmatique ? Comment les scientifiques peuvent-ils la localiser ?
2. Fais une série de schémas illustrant l’éruption du Mérapi : 1/ montée du magma et formation d’un dôme,
observation de fumerolles ; 2/ un nuage de cendres et gaz, des bombes, une pluie de cendre ; 3/ une nuée ardente ;
4/ après l’explosion du volcan, il pleut sur les cendres, ce qui provoque la formation de ……
3. Fais une série de schémas illustrant l’histoire du Piton de la Fournaise : 1/ montée du magma dans la chambre
magmatique ; 2/ éruption (cône, coulée de lave) ; 3/ effondrement : formation de la caldeira ; 4/ nouvelle éruption.
4. Colorie les constituants des roches volcaniques : phénocristaux en jaune, microlites en gris clair, verre en noir.
Comment est la structure des roches volcaniques ? Les phénocristaux sont-ils formés à des températures
supérieures ou inférieures à 1000°C ? Et les microlites ? Repère sur les schémas où sont formés les phénocristaux,
les microlites, le verre.
Nom, prénom …………………………………………………
8/ Prévention, prévision
des risques volcaniques
Vocabulaire à connaître :
vocabulaire des chp 6 et 7 +
observatoire volcanologique
Livre : p. 122-123
fiche conseillée :
http://www.volcan2003.com/html/fiche/fiche4.
htm#
Le Mérapi
Le « Volcanological Survey of Indonesia », établi en 1920, surveille les
volcans indonésiens, en particulier le Mérapi. Dès 1924, un sismographe y
fut installé, puis un observatoire complet fut établi à Yogyakarta en 1952.
Les collaborations internationales ont fait du Mérapi l’un des volcans les
mieux surveillés au monde. Aujourd’hui, l’observatoire a des sismographes,
des instruments français mesurant les variations du champ magnétique, des
instruments pour mesurer les déformations du sommet du volcan, des tenues
pour aller faire des prélèvements de gaz et un laboratoire pour mesurer la
composition des gaz, un appareil pour mesurer à distance l’émission de SO2,
des appareils photo français avec télescope pour pouvoir photographier le
volcan (quand on est à 12 km, on peut enregistrer un déplacement du dôme
de 20 cm), des appareils enregistrant les sons + des pluviomètres pour
détecter les lahars. Les instruments placés sur le volcan envoient les
résultats de leurs mesures à Yogyakarta par un modem. Les informations
sont analysés à Yogyakarta à l’aide d’ordinateurs.
Les spécialistes de l’observatoire ont enregistré une augmentation de
l’activité du Mérapi : augmentation du nombre de séismes et déformation du
sommet => Le seuil d’alerte est passé de 1 « vert » « normal » à 2 « jaune » Mesure du taux de SO2 émis par le Mérapi
depuis un poste d’observation
« attention ! » le 15 mars 2006, puis à 3 « orange » « soyez prêts ! » le 12
avril 2006, enfin à 4 « rouge » « danger immédiat, partez ! » le 13 mai 2006.
Les scientifiques ont informé les autorités locales du danger, les autorités
sont responsables de l’évacuation des populations.
Le Piton de la Fournaise
L’activité du Piton de la Fournaise est surveillée 24h/24 par un observatoire
volcanologique français.
Extensomètre
Questions
1. Sait-on prévoir les éruptions volcaniques ? Si oui, comment ?
2. Pourquoi le Mérapi peut-il être bien surveillé ?
3. Que mesure l’extensomètre ?
4. Sur la photographie ci-contre, pourquoi les villageois ont-ils mis des
foulards devant leur visage ?
5. Quel est le rôle des scientifiques et quel est le rôle des autorités
12 juin 2006 : des villageois nettoient leurs cultures
indonésiennes ?
couvertes de cendres volcaniques (photo AP)
Nom, prénom …………………………………………………
9/ Bilan
… des volcans en France ?
Vocabulaire à connaître :
vocabulaire des chp 6 à 8 + lac de
barrage, lac de cratère, maar
lac Chambon
lac Pavin
Livre : p. 120-121,128-129, 3 p. 131
Le Parc Naturel Régional des Volcans d’Auvergne est le plus vaste Parc
naturel d’Europe (400.000 ha). On y distingue 4 ensembles volcaniques (+
une région granitique, l’Artense)… du Sud vers le Nord :
• Le massif du Cantal, avec le Plomb du Cantal (1855 m) constitué de
basalte et arrondi par l’érosion. Du sommet du Plomb du Cantal, on
découvre les différents puys du Cantal et la planèze (= plateau basaltique
faiblement incliné) de Saint-Flour couverte de pâturages. Ce massif, le
plus grand appareil volcanique de France (70 km de diamètre), a été édifié
il y a 13 à 2,8 millions d'années.
• Le Cézallier, immense plateau basaltique provenant d’anciennes coulées.
• Le massif des monts Dore qui abritent le puy de Sancy (1885 m), un
strato-volcan. Né voici près de 3 millions d’années, ce massif est formé
d’un empilement de volcans. L’érosion glaciaire a ensuite entamé le
massif de 4 vallées rayonnantes, dont la vallée de Chaudefour et la vallée
de la Couze Pavin (Couze = rivière)… et des coulées de lave qui
tapissaient le fond de vallées sont aujourd’hui au sommet d’un plateau !
D’autres éruptions ont ensuite eu lieu :
Dans la vallée de Chaudefour, l’éruption du Tartaret (un cône de basalte)
a barré la couze Chambon, créant un lac aux formes sinueuses, profond de
5 m en moyenne : le lac Chambon.
Dans la Couze Pavin se trouve un lac circulaire, profond (92 m), aux eaux
transparentes couleur émeraude, le lac Pavin. Ce n’est que depuis 1916
que les scientifiques sont d’accord sur sa formation : ce lac est un maar =
un cratère d’explosion qui s’est formé il y a environ 7000 ans (d’après un
guide sur le lac Pavin édité par l’ONF). Le magma, très riche en gaz et
d’une température d’environ 800 à 900 °C a rencontré une nappe d’eau
souterraine. Ce contact entraîne la création d’un volume important de
vapeur d’eau : grosse explosion qui découpe le socle formé de granites, de
roches métamorphiques et d’anciennes coulées de basalte. Des blocs de
taille importante (> 2 m3) sont projetés autour du cratère. Des cendres
sont disséminées. Ce maar est le plus jeune volcan de l’hexagone.
• Le massif des monts Dômes avec le puy de Dôme (1464 m) et le puy de
Pariou. (p. 120-121).
http://www.parc-volcansauvergne.com/php/visiter/carte/carte.php4#
Site conseillé : http://www2.brgm.fr/volcan/
Questions
1/ Ce n’est que depuis le XIXème siècle que l’idée que les monts d’Auvergne sont d’anciens volcans est
unanimement admise… Quels arguments ont permis d’affirmer que les monts d’Auvergne sont des volcans ?
2/ Quel mot auvergnat désigne les volcans ? ………………. les rivières ? ……………………..
3/ Quel type d’éruption a abouti à la formation du Cantal ? ………… à quoi correspond la planèze ? ……….……..
4/ Quel type d’éruption a abouti à la formation du Tartaret ? du lac Pavin ? Comment distingue-t-on un lac de
barrage comme le lac Chambon d’un lac de cratère comme le lac Pavin ?
5/ Repère le puy de Dôme et le puy de Pariou sur la carte p. 121, recherche des arguments permettant de comparer
la fluidité de la lave émise : quel type d’éruption a abouti à la formation du puy de Dôme ? du puy de Pariou ?
6/ (rappels de 5ème) Qu’est-ce que l’érosion ?