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Volcans

Dangers volcaniques



De nombreux types de dangers sont associés aux volcans


Coulées de lave

Il s'agit de l'un des nombreux courants de lave de l'écoulement de l'avenue Prince tranchant à travers la forêt entre les rues transversales de Paradise et d'Orchid. Le ruisseau de lave mesure environ 3 mètres (10 pieds) de large. (Kalapana / Royal Gardens, Hawaï). Image de l'USGS. Agrandir l'image

Dangers volcaniques

Les volcans peuvent être passionnants et fascinants, mais aussi très dangereux. Tout type de volcan est capable de créer des phénomènes nocifs ou mortels, que ce soit lors d'une éruption ou d'une période de repos. Comprendre ce qu'un volcan peut faire est la première étape pour atténuer les risques volcaniques, mais il est important de se rappeler que même si les scientifiques ont étudié un volcan pendant des décennies, ils ne savent pas nécessairement tout ce dont il est capable. Les volcans sont des systèmes naturels et comportent toujours un élément d'imprévisibilité.

Les volcanologues travaillent toujours pour comprendre comment se comportent les risques volcaniques et ce qui peut être fait pour les éviter. Voici quelques-uns des dangers les plus courants et quelques-unes des façons dont ils se forment et se comportent. (Veuillez noter que cela est destiné à être une source d'informations de base uniquement et ne doit pas être traité comme un guide de survie par ceux qui vivent près d'un volcan. Écoutez toujours les avertissements et les informations émis par vos volcanologues et autorités civiles locales.)

Coulées de lave

La lave est de la roche en fusion qui s'écoule d'un volcan ou d'un évent volcanique. Selon sa composition et sa température, la lave peut être très fluide ou très collante (visqueuse). Les flux de fluide sont plus chauds et se déplacent le plus rapidement; ils peuvent former des ruisseaux ou des rivières, ou se répandre à travers le paysage en lobes. Les écoulements visqueux sont plus frais et parcourent des distances plus courtes, et peuvent parfois s'accumuler dans des dômes ou des bouchons de lave; des effondrements de fronts d'écoulement ou de dômes peuvent former des courants de densité pyroclastique (discutés plus loin).

La plupart des coulées de lave peuvent être facilement évitées par une personne à pied, car elles ne se déplacent pas beaucoup plus rapidement que la vitesse de marche, mais une coulée de lave ne peut généralement pas être arrêtée ou détournée. Parce que les coulées de lave sont extrêmement chaudes - entre 1 000 et 2 000 ° C (1 800 - 3 600 ° F) - elles peuvent provoquer de graves brûlures et brûler souvent la végétation et les structures. La lave s'écoulant d'un évent crée également d'énormes quantités de pression, qui peuvent écraser ou enterrer tout ce qui survit après avoir été brûlé.

Courants de densité pyroclastique

Dépôts d'écoulement pyroclastique couvrant la vieille ville de Plymouth sur l'île des Caraïbes de Montserrat.

Flux pyroclastiques

Écoulement pyroclastique au mont St. Helens, Washington, 7 août 1980. Image de l'USGS. Agrandir l'image

Courants de densité pyroclastique

Les courants de densité pyroclastique sont un phénomène éruptif explosif. Ce sont des mélanges de roches pulvérisées, de cendres et de gaz chauds, et ils peuvent se déplacer à des vitesses de centaines de miles par heure. Ces courants peuvent être dilués, comme dans les poussées pyroclastiques, ou concentrés, comme dans les écoulements pyroclastiques. Ils sont entraînés par gravité, ce qui signifie qu'ils coulent sur les pentes.

Une poussée pyroclastique est un courant de densité turbulent dilué qui se forme généralement lorsque le magma interagit de manière explosive avec l'eau. Les surtensions peuvent traverser des obstacles comme les parois de la vallée et laisser de minces dépôts de cendres et de roches qui drapent la topographie. Un flux pyroclastique est une avalanche concentrée de matériaux, souvent due à l'effondrement d'un dôme de lave ou d'une colonne d'éruption, qui crée des dépôts massifs dont la taille varie de la cendre aux rochers. Les coulées pyroclastiques sont plus susceptibles de suivre des vallées et d'autres dépressions, et leurs dépôts remplissent cette topographie. Parfois, cependant, la partie supérieure d'un nuage d'écoulement pyroclastique (qui est principalement constitué de cendres) se détache de l'écoulement et se déplace d'elle-même comme une montée subite.

Les courants de densité pyroclastique de toute nature sont mortels. Ils peuvent parcourir de courtes distances ou des centaines de kilomètres de leur source, et se déplacer à des vitesses allant jusqu'à 1 000 km / h (650 mph). Ils sont extrêmement chauds - jusqu'à 400 ° C (750 ° F). La vitesse et la force d'un courant de densité pyroclastique, combinées à sa chaleur, signifient que ces phénomènes volcaniques détruisent généralement tout ce qui se trouve sur leur chemin, soit par combustion ou par écrasement, soit par les deux. Tout ce qui est pris dans un courant de densité pyroclastique serait gravement brûlé et pilonné par des débris (y compris les restes de tout ce que le flux a traversé). Il n'y a aucun moyen d'échapper à un courant de densité pyroclastique autre que de ne pas être là quand il se produit!

Un exemple malheureux de la destruction causée par les courants de densité pyroclastique est la ville abandonnée de Plymouth sur l'île des Caraïbes de Montserrat. Lorsque le volcan Soufrière Hills a commencé à éclater violemment en 1996, les courants de densité pyroclastique provenant des nuages ​​d'éruption et des effondrements de dômes de lave ont parcouru les vallées dans lesquelles de nombreuses personnes avaient leur domicile et ont inondé la ville de Plymouth. Cette partie de l'île a depuis été déclarée zone de non-entrée et évacuée, bien qu'il soit encore possible de voir les restes de bâtiments qui ont été renversés et enterrés, et des objets qui ont été fondus par la chaleur des courants de densité pyroclastique .

Chutes pyroclastiques

Mont Pinatubo, Philippines. Vue de l'avion World Airways DC-10 posé sur sa queue à cause du poids des cendres du 15 juin 1991. Station aéronavale de Cubi Point. Photo USN par R. L. Rieger. 17 juin 1991. Agrandir l'image

Chutes pyroclastiques

Les chutes pyroclastiques, également connues sous le nom de retombées volcaniques, se produisent lorsque le téphra - roche fragmentée dont la taille varie de mm à des dizaines de cm (fractions de pouces à pieds) - est éjecté d'un évent volcanique lors d'une éruption et tombe au sol à une certaine distance de L'évent. Les chutes sont généralement associées à des colonnes éruptives pliniennes, des nuages ​​de cendres ou des panaches volcaniques. Le téphra dans les dépôts pyroclastiques d'automne peut avoir été transporté à une courte distance de l'évent (de quelques mètres à plusieurs km) ou, s'il est injecté dans la haute atmosphère, peut faire le tour du globe. Tout type de dépôt pyroclastique d'automne se couvrira ou se drapera sur le paysage, et diminuera à la fois en taille et en épaisseur plus il sera éloigné de sa source.

Les chutes de tephra ne sont généralement pas directement dangereuses, sauf si une personne est suffisamment proche d'une éruption pour être frappée par des fragments plus gros. Les effets des chutes peuvent cependant être. Les cendres peuvent étouffer la végétation, détruire les pièces mobiles des moteurs et des moteurs (en particulier dans les avions) et rayer les surfaces. Les scories et les petites bombes peuvent briser des objets délicats, bosseler les métaux et s'incruster dans le bois. Certaines chutes pyroclastiques contiennent des produits chimiques toxiques qui peuvent être absorbés par les plantes et les réserves d'eau locales, ce qui peut être dangereux pour les humains et le bétail. Le principal danger des chutes pyroclastiques est leur poids: le téphra de toute taille est constitué de roche pulvérisée et peut être extrêmement lourd, surtout s'il est mouillé. La plupart des dommages causés par les chutes se produisent lorsque des cendres humides et des scories sur les toits des bâtiments les font s'effondrer.

Le matériau pyroclastique injecté dans l'atmosphère peut avoir des conséquences mondiales et locales. Lorsque le volume d'un nuage d'éruption est suffisamment important et que le nuage est suffisamment étendu par le vent, un matériau pyroclastique peut en fait bloquer la lumière du soleil et provoquer un refroidissement temporaire de la surface de la Terre. Après l'éruption du mont Tambora en 1815, tant de matériaux pyroclastiques ont atteint et sont restés dans l'atmosphère terrestre que les températures mondiales ont chuté en moyenne d'environ 0,5 ° C (~ 1,0 ° F). Cela a provoqué des incidences de conditions météorologiques extrêmes dans le monde entier et a conduit 1816 à être connue comme «l'année sans été».

Lahars

Gros rocher transporté dans l'écoulement de lahar, Muddy River, à l'est du mont St. Helens, Washington. Géologues pour l'échelle. Photo de Lyn Topinka, USGS. 16 septembre 1980. Agrandir l'image

Lahars

Les Lahars sont un type spécifique de coulée de boue composé de débris volcaniques. Ils peuvent se former dans un certain nombre de situations: lorsque de petites pentes s'effondrent, elles recueillent de l'eau en descendant un volcan, par la fonte rapide de la neige et de la glace lors d'une éruption, par de fortes précipitations sur des débris volcaniques lâches, lorsqu'un volcan entre en éruption à travers un lac de cratère, ou lorsqu'un lac de cratère s'écoule en raison d'un débordement ou de l'effondrement d'un mur.

Les lahars coulent comme des liquides, mais parce qu'ils contiennent des matériaux en suspension, ils ont généralement une consistance similaire à celle du béton humide. Ils coulent en descente et suivront les dépressions et les vallées, mais ils peuvent s'étendre s'ils atteignent une zone plate. Les Lahar peuvent voyager à des vitesses supérieures à 80 km / h (50 mi / h) et atteindre des dizaines de kilomètres de leur source. S'ils ont été générés par une éruption volcanique, ils peuvent retenir suffisamment de chaleur pour rester à 60-70 ° C (140-160 ° F) lorsqu'ils se reposent.

Les Lahars ne sont pas aussi rapides ou chauds que les autres risques volcaniques, mais ils sont extrêmement destructeurs. Ils vont soit bulldozer, soit enterrer quoi que ce soit sur leur passage, parfois dans des dépôts de plusieurs dizaines de pieds d'épaisseur. Tout ce qui ne peut sortir du chemin d'un lahar sera soit emporté, soit enterré. Les Lahars peuvent cependant être détectés à l'avance par des moniteurs acoustiques (sonores), ce qui donne aux gens le temps d'atteindre les hauteurs; ils peuvent également parfois être éloignés des bâtiments et des personnes par des barrières en béton, bien qu'il soit impossible de les arrêter complètement.

Des gaz

Lac Nyos, Cameroun, libération de gaz le 21 août 1986. Bétail mort et composés environnants dans le village de Nyos. 3 septembre 1986. Image de l'USGS. Agrandir l'image

Le dioxyde de soufre

Dioxyde de soufre provenant des fumerolles des bancs de soufre au sommet du volcan Kilauea, à Hawaï. Copyright de la photo Jessica Ball. Agrandir l'image

Des gaz

Les gaz volcaniques sont probablement la partie la moins voyante d'une éruption volcanique, mais ils peuvent être l'un des effets les plus meurtriers d'une éruption. La majeure partie du gaz libéré lors d'une éruption est de la vapeur d'eau (H2O), et relativement inoffensif, mais les volcans produisent également du dioxyde de carbone (CO2), le dioxyde de soufre (SO2), sulfure d'hydrogène (H2S), fluor gazeux (F2), le fluorure d'hydrogène (HF) et d'autres gaz. Tous ces gaz peuvent être dangereux - voire mortels - dans les bonnes conditions.

Le dioxyde de carbone n'est pas toxique, mais il déplace l'air porteur d'oxygène normal et est inodore et incolore. Parce qu'il est plus lourd que l'air, il s'accumule dans les dépressions et peut étouffer les personnes et les animaux qui errent dans des poches où il a déplacé de l'air normal. Il peut également se dissoudre dans l'eau et s'accumuler au fond des lacs; dans certaines situations, l'eau de ces lacs peut soudainement «faire éclater» d'énormes bulles de dioxyde de carbone, tuant la végétation, le bétail et les personnes vivant à proximité. Ce fut le cas lors du renversement du lac Nyos au Cameroun, en Afrique en 1986, où une éruption de CO2 du lac a suffoqué plus de 1 700 personnes et 3 500 têtes de bétail dans les villages voisins.

Le dioxyde de soufre et le sulfure d'hydrogène sont tous deux des gaz à base de soufre et, contrairement au dioxyde de carbone, ont une odeur acide et d'oeuf pourri distincte. ALORS2 peut se combiner avec de la vapeur d'eau dans l'air pour former de l'acide sulfurique (H2ALORS4), un acide corrosif; H2S est également très acide et extrêmement toxique même en petites quantités. Les deux acides irritent les tissus mous (yeux, nez, gorge, poumons, etc.), et lorsque les gaz forment des acides en quantité suffisante, ils se mélangent à la vapeur d'eau pour former du vog, ou du brouillard volcanique, qui peut être dangereux à respirer et à provoquer dommages aux poumons et aux yeux. Si les aérosols à base de soufre atteignent la haute atmosphère, ils peuvent bloquer la lumière du soleil et interférer avec l'ozone, qui a des effets à court et à long terme sur le climat.

L'un des gaz les plus méchants, bien que moins courants émis par les volcans, est le gaz fluoré (F2). Ce gaz est brun jaunâtre, corrosif et extrêmement toxique. Comme CO2, il est plus dense que l'air et a tendance à s'accumuler dans les zones basses. Son acide compagnon, le fluorure d'hydrogène (HF), est très corrosif et toxique, et provoque de graves brûlures internes et attaque le calcium dans le système squelettique. Même après que le gaz ou l'acide visible se soit dissipé, le fluor peut être absorbé par les plantes et peut empoisonner les humains et les animaux pendant de longues périodes après une éruption. Après l'éruption de Laki en Islande en 1783, l'empoisonnement au fluor et la famine ont causé la mort de plus de la moitié du bétail du pays et de près du quart de sa population.

Ressources sur les risques volcaniques
Bardintzeff, J.-M. et McBirney, A.R., 2000, Volcanology: Massachusetts, Jones & Bartlett Publishers, 268 p.
Schminke, H.-U., 2004, Volcanisme: Berlin, Springer, 324 p.
McNutt, S.R., Rymer, H., et Stix, J. (éditeur), 1999, Encyclopedia of Volcanoes: San Diego, CA Academic Press, 1456 p.
Gates, A.E. et Ritchie, D., 2007, Encyclopedia of Earthquakes and Volcanoes, troisième édition: New York, NY, Checkmark Books, 346 p.

A propos de l'auteur

Jessica Ball est étudiante diplômée au Département de géologie de l'Université d'État de New York à Buffalo. Sa concentration est en volcanologie, et elle recherche actuellement des effondrements de dômes de lave et des écoulements pyroclastiques. Jessica est titulaire d'un baccalauréat ès sciences du College of William and Mary et a travaillé pendant un an à l'American Geological Institute dans le cadre du programme Education / Outreach. Elle écrit également le blog Magma Cum Laude, et pendant le temps libre qui lui reste, elle aime l'escalade et jouer de divers instruments à cordes.