Produits pyroclastiques de l'activité volcanique explosive

Accueil > Géographie et Géologie > Produits pyroclastiques de l'activité volcanique explosive

L’activité volcanique explosive se traduit surtout par la projection à la verticale d’un jet de gaz et de fragments volcaniques en fusion issus de l éclatement du magma. Les explosions projettent également des fragments de roche solide, arrachés des parois du cratère et/ou de la cheminée (les brèches) ainsi que des morceaux de roches cristallisées provenant des parois de la chambre magmatique (brèches magmatiques). Les matières fragmentées issues de l’activité explosive sont connues sous le nom de produits pyroclastiques ou tephra.
Celle qui se consolident après avoir été expulsées sont appelées tufs. Le tuf lui forme un matériau suffisamment tendre pour être facilement et c’est un excellent isolant thermique et acoustique très utilisé depuis la plus haute Antiquité. Les produits pyroclastiques peuvent être classés selon leur taille, leur type et leur structure interne.

Dépôts pyroclastiques de l’activité explosive

Les matériaux fragmentés émis par la bouche éruptive du volcan passent par diverses phases avant de se déposer. Selon la phase et le mécanisme de dispersion, les dépôts pyroclastiques sont classés en trois catégories fondamentales: les dépôts de retombée (fall), les dépôts de coulée pyroclastique (pyroclastic flow) et les dépôts de surge (surge).

Les dépôts de retombée (Fall)

Les fragments lancés dans l’atmosphère ou soulevés à l’intérieur des colonnes de convection ont tendance à retomber sur le sol sous l’action de la gravité terrestre. Les fragments de grande taille retombent très vile à proximité de la bouche éruptive en suivant une trajectoire parabolique et ceux de plus petite taille sont transportés vers le haut par le gaz puis éloignés par la force du vent. Les dépôts de retombée présentent des caractéristiques diverses selon le type d’activité explosive. Les éruptions hawaiiennes et stromboliennes projettent des matériaux à une hauteur moyenne et produisent surtout des dépôts granuleux de scories et des lapillis. C’est surtout autour de la bouche éruptive que ces matériaux retombent, créant ainsi des cônes de scories. Lors d’éruptions pliniennes, les matières plus fines (cendres) et les fragments poreux et légers (ponces) peuvent être soulevés dans la colonne éruptive et atteindre des hauteurs de plusieurs dizaines de kilomètres.
Une fois la hauteur maximum atteinte, la colonne s’élargit latéralement (ombrelle) et les fragments tombent peu à peu causant une pluie épaisse de matière volcanique. Cette pluie peut durer des heures ou même des jours au cours des éruptions pliniennes, provoquant une accumulation de couches de lapillis et de cendres qui recouvrent comme un manteau des milliers de kilomètres carrés. Les caractéristique principales des dépôts de retombées pliniennes sont l’épaisseur constante à l’échelle locale et le fait d’être formés de clastes de ponces de taille relativement uniforme.

Dépôts de coulées pyroclastique (Pyroclastic flow)

Les coulées pyroclastiques produites par l’écroulement de la colonne éruptive ou par l’activité explosive des dômes, génèrent des avalanches de gaz, de cendres et de fragments de magma en fusion (pyroclastes) qui, sous l’action de la gravité, dévalent à grande vitesse le long des flancs du volcan. La haute densité de ces coulées leur permet de s’agglomérer lors de leur déplacement et d’épouser la topographie de l’appareil volcanique. Lorsque la pente faiblit, le mouvement se ralentit progressivement jusqu’à s’arrêter complètement et il se forme des dépôts concentrés au creux des dépressions. Le dépôt résultant d’une coulée pyroclastique est formé d’un mélange hétérogène de cendres mélangées à des fragments de tailles variables. Très souvent, ces dépôts contiennent des restes carbonisés de matière végétale, incorporée au long de leur parcours. Si la température de la coulée est suffisamment élevée au moment de la sédimentation, les pyroclastes peuvent se souder entre eux et créer une masse qui, dans certains cas, peut être si compacte qu’elle ressemble à une vraie coulée de lave.

Dépôts de surge

Les dépôts de retombée proviennent des nuées pyroclastiques turbulentes et diluées (riches en gaz) qui se forment très rapidement autour du volcan. Le mot «surge» a été utilisé pour la première fois pour décrire l’anneau qui se forme à la base des nuées produites par une explosion nucléaire. La densité de ces nuées étant supérieure à i elle de l’atmosphère, elles se déplacent au ras du sol et emportent tout ce qui se trouve sur leur passage. Ceci prenant place à très grande vitesse, la topographie n’a alors que très peu d’incidence. Ce comportement particulier explique pourquoi les dépôts en vagues sont plus épais vers le centre des vallées mais sont quand même observés sur les parties plus élevées. Au cours de leur déplacement, les fragments sont tenus en suspension par la turbulence du mélange lui-même cepend.inl, au fur et à mesure de la perte de vitesse de la nuée, les fragments les plus gros et les plus lourds se concentrent vers le bas et finissent par tomber. Une des principales caractéristiques des dépôts en vagues est leur nette stratification interne qui suivent un mouvement ondule rappelant celui des dunes formées par le vent. Comparés aux dépôts de flux, les dépôts en vagues sont plus pauvres en poussières et ont des caractéristiques granulo-métriques intermédiaires entre ejecta et flow, contenant des clastes partiellement arrondis par les frottements subis lors du déplacement. Les explosions génératrices de surge se propagent selon un mode radial autour du volcan et rejettent souvent des blocs de roche qui, en retombant, créent des déformations dans les couches de cendres et de lapillis (structures d’impact).