L'activité hydrothermale
Que ce soit lors des périodes de calme entre deux éruptions ou lors d’une activité éruptive, les volcans sont toujours sujets à d’abondantes émissions de gaz. Pratiquement tous les cratères des volcans actifs sont occupés par des champs fumerolliens qui émettent dans l’atmosphère de la vapeur d’eau et d’autres composants gazeux. La température des fumerolles varie entre moins de 100 °C à plus de 700-800 °C, soit proche de celle des magmas. Dans les zones périphériques du volcan, on trouve des sources thermales dont la température et le degré de minéralisation varient. Les fluides amenés en surface par les fumerolles et les sources thermales peuvent provenir du dégazement du magma en profondeur, ou encore être le résultat du réchauffement des eaux souterraines par la chaleur du magma lui-même. Dans la majorité des cas, les fluides ont plusieurs origines et proviennent d’une sorte de mélange et d’interaction chimique entre les gaz magmatiques et les eaux souterraines.
L’augmentation de la température des nappes aquifères souterraines, provoquée par une perte de chaleur du magma, peut causer des explosions impromptues appelées explosions phréatiques. Les conditions nécessaires à l’explosion sont atteintes quand la nappe aquifère chaude est scellée par une couverture rocheuse imperméable et que sa température dépasse le point d’ébullition, ce qui génère une pression supérieure à celle de la couverture.
Les explosions phréatiques produisent des jets de boues et de fragments rocheux transformés par les mécanismes de dénaturation hydrothermale, ainsi qu’une grande quantité de vapeur d’eau. Bien qu’elles ne concernent que des zones d’une dizaine ou d’une centaine de mètres, les éruptions phréatiques sont très dangereuses car elles surviennent fréquemment sans signes avant-coureurs. C’est une explosion de ce type qui, en 1989, causa la mort de neuf touristes au bord du Cratère central de l’Etna. À la suite de petits éboulis sur les flancs internes du cratère qui bouchèrent les failles de sorties du gaz au fond de celui-ci, l’accumulation de gaz finit par atteindre une pression suffisante pour provoquer une explosion. Il arrive que des explosions phréatiques précèdent de peu la réactivation de volcans endormis, comme dans les cas du Mont St Helens aux États-Unis en 1980, du Nevado del Ruiz en Colombie en 1985 et du Pinatubo aux Philippines en 1991.
Lorsque les nappes aquifères réchauffées par le magma ne sont pas scellées par une couverture imperméable, les eaux chaudes peuvent remonter vers la surface et donner naissance à des manifestations géothermiques variées. Les plus spectaculaires d’entre elles sont certainement les geysers qui sont d’immenses jets d’eau bouillante, de vapeur et de gaz qui jaillissent par intermittence des profondeurs de la terre. Les geysers se forment généralement dans des zones volcaniques en phase d’extinction mais où il subsiste des anomalies thermiques dans le sous-sol et où il y a de grandes réserves d’eau phréatique. Les geysers les plus connus sont l’Old Faithful dans le Parc national de Yellowstone aux États-Unis et le Big Geysir en Islande, avec des jets entre 30 et 60 m.
Les zones volcaniques sont également caractérisées par des émanations gazeuses (surtout du C02) souvent plus abondantes que les fumerolles. La libération d’anhydride carbonique sur le fond des cratères occupés par des lacs peut produire des phénomènes dangereux de concentration de gaz à l’intérieur de la masse d’eau. Lors de conditions particulières, l’anhydride peut être relâché soudainement et provoquer une nuée gazeuse qui, étant plus lourde que l’air, s’épand au ras du sol et suffoque les hommes et les animaux.
En 1986, un événement de ce genre provoqua la mort de 1700 personnes au bord du lac Nyos au Cameroun.
Vidéo : L’activité hydrothermale
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