Note de la rédaction (6/4/18) : Cette histoire est re-publiée à la lumière de l’éruption meurtrière du volcan Fuego au Guatemala dimanche (3 juin), qui a recouvert les villages voisins de coulées de cendres se déplaçant rapidement.
Attila Kilinc, chef du département de géologie de l’Université de Cincinnati, offre cette réponse. Plus récemment, le professeur Kilinc a étudié les volcans d’Hawaï et de Montserrat.
Lorsqu’une partie du manteau supérieur ou de la croûte inférieure de la terre fond, du magma se forme. Un volcan est essentiellement une ouverture ou un évent par lequel ce magma et les gaz dissous qu’il contient sont déchargés. Bien que plusieurs facteurs déclenchent une éruption volcanique, trois prédominent : la flottabilité du magma, la pression des gaz dissous dans le magma et l’injection d’un nouveau lot de magma dans une chambre magmatique déjà remplie. Ce qui suit est une brève description de ces processus.
Lorsque la roche à l’intérieur de la terre fond, sa masse reste la même alors que son volume augmente – produisant une fonte qui est moins dense que la roche environnante. Ce magma plus léger monte alors vers la surface en vertu de sa flottabilité. Si la densité du magma entre la zone de sa génération et la surface est inférieure à celle des roches environnantes et sus-jacentes, le magma atteint la surface et entre en éruption.
Les magmas de compositions dites andésitiques et rhyolitiques contiennent également des volatiles dissous comme l’eau, le dioxyde de soufre et le dioxyde de carbone. Des expériences ont montré que la quantité d’un gaz dissous dans le magma (sa solubilité) à la pression atmosphérique est nulle, mais qu’elle augmente avec la pression.
Par exemple, dans un magma andésitique saturé en eau et situé à six kilomètres sous la surface, environ 5 % de son poids est constitué d’eau dissoute. Lorsque ce magma se rapproche de la surface, la solubilité de l’eau dans le magma diminue, et donc l’excès d’eau se sépare du magma sous forme de bulles. Plus le magma se rapproche de la surface, plus l’eau se dissout du magma, augmentant ainsi le rapport gaz/magma dans le conduit. Lorsque le volume des bulles atteint environ 75 %, le magma se désintègre en pyroclastes (fragments partiellement fondus et solides) et fait éruption de manière explosive.
Le troisième processus à l’origine des éruptions volcaniques est une injection de nouveau magma dans une chambre déjà remplie de magma de composition similaire ou différente. Cette injection force une partie du magma de la chambre à remonter dans le conduit et à faire éruption à la surface.
Bien que les volcanologues connaissent bien ces trois processus, ils ne peuvent pas encore prévoir une éruption volcanique. Mais ils ont fait des progrès significatifs dans la prévision des éruptions volcaniques. La prévision concerne le caractère et le moment probables d’une éruption dans un volcan surveillé. Le caractère d’une éruption est basé sur les données préhistoriques et historiques du volcan en question et de ses produits volcaniques. Par exemple, un volcan en éruption violente qui a produit des chutes de cendres, des coulées de cendres et des coulées de boue volcanique (ou lahars) est susceptible de faire de même à l’avenir.
Déterminer le moment d’une éruption dans un volcan surveillé dépend de la mesure d’un certain nombre de paramètres, y compris, mais sans s’y limiter, l’activité sismique du volcan (en particulier la profondeur et la fréquence des tremblements de terre volcaniques), les déformations du sol (déterminées à l’aide d’un inclinomètre et/ou d’un GPS, et l’interférométrie par satellite), et les émissions de gaz (échantillonnage de la quantité de gaz sulfureux émis par spectromètre de corrélation, ou COSPEC). Un excellent exemple de prévision réussie s’est produit en 1991. Les volcanologues de l’U.S. Geological Survey ont prédit avec précision l’éruption du 15 juin du volcan Pinatubo aux Philippines, ce qui a permis d’évacuer à temps la base aérienne de Clark et de sauver des milliers de vies.