Un risque volcanique désigne tout processus volcanique potentiellement dangereux qui met en danger la vie humaine, les moyens de subsistance et/ou les infrastructures. Plusieurs dangers peuvent affecter la zone autour du volcan, comme les coulées de lave, les coulées pyroclastiques, les lahars et les avalanches de débris. L’activité volcanique produit également des dangers qui peuvent affecter des zones éloignées du volcan, tels que les dégagements gazeux, les chutes de cendres et les tsunamis. De tels dangers peuvent avoir un impact sur des zones situées à des centaines ou des milliers de kilomètres du volcan, avec le potentiel d’impacts sanitaires et économiques importants. (BGS 2012)
Même si les volcans peuvent être dangereux, il y a beaucoup de raisons pour lesquelles les gens vivent à côté d’eux. Il peut y avoir des avantages émotionnels, sociétaux et économiques. Pour ceux qui vivent à côté des volcans, la connaissance des risques volcaniques n’est qu’une façon pour les gens de réduire leur risque.
Types de risques volcaniques
La section suivante explique une gamme de risques volcaniques et l’impact potentiel sur les gens et l’environnement.
– téphra/chute de cendres
– gaz
– coulées de lave et dômes de lave
– coulées pyroclastiques
– glissements de terrain et avalanches de débris
– lahars (coulées de boue)
-. jökulhlaups
– tsunami
Téphra/chute de cendres
Expérience : Ashfall – « Une éclipse ». Source : VolFilm.
Lors d’éruptions volcaniques, des cendres, composées de petits fragments anguleux et pointus de verre et d’autres roches volcaniques, peuvent être envoyées très haut dans l’air, atteignant parfois la stratosphère. Les produits volcaniques sont généralement nommés en fonction de la taille des fragments, qui peut varier de plusieurs mètres à quelques microns. Le terme téphra est utilisé comme terme générique pour décrire tous les clastes éruptifs, quelle que soit leur taille, tandis que le terme cendres décrit les particules de moins de 2 mm.
Lors d’une éruption, la plupart du téphra tombe sur le sol autour du volcan. Ce tephra peut charger les toits des bâtiments, et obscurcir le marquage des routes rendant les déplacements difficiles. Le chargement de feuilles en téphra peut conduire à l’ensevelissement des plantes ou à l’arrachage des branches des arbres, et peut donc avoir un impact significatif sur l’agriculture. La nature à grain fin des cendres volcaniques signifie qu’elles sont facilement transportées par les vents à des distances de 100 à 1000 km du volcan. En raison de leur nature abrasive, les cendres volcaniques peuvent causer des dommages aux avions.
En 2010, des cendres épaisses sont sorties du volcan islandais Eyjafjallajökull, formant des panaches qui ont atteint des hauteurs de 5 à 7 km. Source : Observatoire de la Terre de la NASA.
L’éruption de l’Eyjafjallajökull et le nuage de cendres de 2010 ont entraîné la fermeture de l’espace aérien britannique du 15 au 20 avril, provoquant d’importantes perturbations des voyages. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Lors de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en 2010, l’analyse en laboratoire du BGS d’échantillons de cendres, prélevés sur le pare-brise d’une voiture au Royaume-Uni, a montré que des grains uniques de cendres étaient formés à la fois de fragments de verre et de cristaux. Les cendres volcaniques « vitreuses » de ce type peuvent endommager les avions et les hélicoptères. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés
Dommages aux toits et effondrement causés par les cendres volcaniques provenant des éruptions du, volcan de la Soufrière Hills, Montserrat, en 1995. De nombreux bâtiments aux toits en tôle ondulée galvanisée et des voitures ont été gravement endommagés par les pluies acides, produites lorsque la pluie s’est mélangée aux gaz et aux cendres volcaniques. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés
Fait rapide
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Une des explications des nuages « rouge sang » au coucher du soleil représentés par Edvard Munch dans le tableau « Le Cri » est l’éruption volcanique du Krakatau en 1883. L’éruption a émis de grandes quantités de gaz et de cendres qui ont changé la couleur du ciel dans le monde entier.
Gaz
Divers gaz peuvent être émis par les volcans actifs avant, pendant ou après un événement éruptif et peuvent causer divers risques pour la santé localement, mais ont le potentiel d’affecter le climat au niveau mondial. Les cinq principaux gaz qui constituent une menace pour la santé sont :
- le dioxyde de carbone
- le chlorure d’hydrogène, le fluorure d’hydrogèneet le sulfure d’hydrogène
- le dioxyde de soufre
Les personnes peuvent être exposées aux gaz volcaniques nocifs en les respirant ou par contact avec la peau et les yeux. Les effets sur la santé vont de légers à graves, avec parfois des expositions mortelles. Après une exposition, les gens peuvent signaler des difficultés à respirer et des démangeaisons de la peau.
Les gaz volcaniques sont particulièrement dangereux car ils ne peuvent pas être vus, et parce qu’ils sont plus denses que l’air ambiant, peuvent s’accumuler dans les dépressions autour d’un volcan actif. De fortes concentrations de gaz volcaniques peuvent également constituer un danger pour la santé à l’intérieur des avions. Les gaz sulfureux se transforment en aérosols sulfatés (principalement de l’acide sulfurique) qui, s’ils atteignent la stratosphère, peuvent y rester pendant des années, provoquant des changements climatiques à court terme.
Gaz volcaniques : l’impact. Source : VolFilm.
Coulées de lave et dômes de lave
Les laves sont des coulées de magma extrudées à la surface d’un volcan. En général, il est rare que les laves causent la perte directe de vies humaines, car elles s’écoulent généralement lentement, laissant suffisamment de temps pour que les gens soient évacués. Elles détruisent cependant tout sur leur passage par une combinaison d’enfouissement, d’écrasement et de chaleur, et ces éruptions sont également associées à l’émission de gaz et d’aérosols volcaniques.
La viscosité, la facilité avec laquelle un fluide peut s’écouler, des coulées de lave augmente généralement avec la teneur en silice et diminue avec une augmentation de la température et de la teneur en eau.Les basaltes à faible viscosité sont les plus fluides des types de lave courants et sonttypiquement éjectés à des températures de 1100°-1200°C. Les andésites à haute viscosité sont beaucoup moins fluides que les basaltes et sont éjectées à des températures d’environ 700°-900°C.
Dit autrement, les magmas basaltiques riches en fer/magnésium sont les plus coulants (faible viscosité) à une extrémité de l’échelle et les riches en silicium sont les moins coulants (très visqueux) à l’autre extrémité.
Les magmas basaltiques peuvent s’écouler sur des distances relativement longues. En revanche, les laves à haute viscosité (andésites) sont généralement éjectées à faible tauxet forment des coulées courtes et épaisses ou des dômes aux côtés abrupts de qui ne voyagent pas loin des évents volcaniques.
La vitesse de déplacement des laves varie généralement de quelques mètres par heure pour les laves à haute teneur en silice (andésites) à plusieurs kilomètres par heure pour les basaltes fluides. Les dômes de lave se forment lorsque de la lave très visqueuse est lentement éjectée d’un volcan. En raison de la viscosité élevée de la lave, celle-ci ne peut pas s’éloigner de l’évent et un dôme de lave se forme. Ces dômes de lave sont particulièrement dangereux car ils ont tendance à être instables, et peuvent s’effondrer en provoquant des courants de densité pyroclastique.
Lava : le danger. Source : VolFilm.
Basaltes inondés
Les basaltes inondés sont une forme exceptionnelle ou coulée de lave. Ces éruptions sont rares, et notre compréhension de ces événements est basée sur l’étude des éruptions passées dans des endroits comme les trappes du Deccan, en Inde, ou les trappes de Sibérie. Ces éruptions ont un impact sur de grandes zones, jusqu’à la taille d’un continent (plus d’un million de kilomètres carrés), peuvent avoir une épaisseur d’un kilomètre, et libèrent de grandes quantités de gaz et peuvent provoquer une pollution de l’air et même avoir un impact sur le climat.
Nous pouvons apprendre beaucoup des basaltes inondés qui se produisent en Islande. En 2014, l’éruption de la fissure de Holuhraun a atteint la taille d’un basalte d’inondation. C’est maintenant le plus grand basalte d’inondation en Islande depuis l’éruption du Laki en 1783-84, qui a causé la mort d’environ 20 % de la population islandaise par la pollution de l’environnement et la famine et a très probablement augmenté les niveaux de mortalité, ailleurs en Europe, par la pollution de l’air par les gaz sulfureux et les aérosols. Heureusement, les éruptions de basalte inondé sont très rares !
En septembre 2014, les volcanologues du BGS ont assisté à l’éruption de la fissure Holuhraun près de la calotte glaciaire Vatnajokull en Islande. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Cette photo satellite de février 2020 montre un basalte d’inondation vieux de 2 milliards d’années connu sous le nom de fosse du Labrador, au Canada. Source : NASA Earth Observatory.
Coulées pyroclastiques
Les coulées pyroclastiques sont des « courants de densité » chauds composés de mélanges de débris rocheux et de gaz, qui s’écoulent le long du sol à grande vitesse. Se déplaçant sous l’effet de la gravité, ils ont tendance à descendre les pentes des collines, à longer les vallées et à se diriger vers les terrains plus bas ; bien qu’extrêmement puissantes, ou énergétiques, les coulées pyroclastiques sont connues pour défier la gravité et remonter les pentes. Les températures des coulées pyroclastiques peuvent varier entre 100 °C et 600 °C. Elles se déplacent généralement à 70 mph ou plus sur les flancs du volcan.
Coulée pyroclastique : le danger. Source : VolFilm
Coulées pyroclastiques d’effondrement de fontaine
Les coulées pyroclastiques se forment selon deux mécanismes, soit par effondrement d’un dôme de lave, soit lors d’une activité éruptive explosive, le mélange de gaz et de cendres émis par le volcan étant trop dense pour s’élever de manière flottante dans l’atmosphère et s’effondrant au contraire autour du volcan.
Coulée pyroclastique résultant d’un effondrement de fontaine. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Coulées pyroclastiques générées par l’effondrement de fontaine, août 1997, volcan Soufrière Hills, Montserrat. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Coulées pyroclastiques d’effondrement de dôme
Les volcans qui font éruption de laves très visqueuses, ou collantes, pour former des dômes peuvent également produire des coulées pyroclastiques lorsque le dôme devient instable. Les écoulements pyroclastiques sont produits lorsque de grandes parties du dôme s’effondrent et se désintègrent.
Écoulement pyroclastique résultant de l’effondrement du dôme. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Coulée pyroclastique suite à l’effondrement du dôme s’approchant d’une ville, juin 1997, volcan Soufrière Hills, Montserrat. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Fait rapide
Les coulées pyroclastiques sont aussi appelées « nuées ardentes », qui signifient nuages ardents en français
Les coulées pyroclastiques produisent des dépôts de cendres chaudes et de roches autour des flancs du volcan. Les températures peuvent dépasser 400 degrés centigrades dans des matériaux vieux de plusieurs mois. Ces images montrent les dépôts typiques des écoulements pyroclastiques d’effondrement de dôme et d’effondrement de fontaine.
Dépôts de pierre ponce près de Bethel, provenant d’écoulements pyroclastiques d’effondrement de fontaine, automne 1997, volcan Soufrière Hills, Montserrat. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Dépôts de coulées pyroclastiques provenant de l’effondrement du dôme de juin 1997, volcan de la Soufrière Hills, Montserrat. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Glissements de terrain et avalanches de débris
Les avalanches de débris et les glissements de terrain sont courants, mais ne sont pas nécessairement causés par une éruption volcanique réelle ou une activité volcanique. Ils peuvent être déclenchés à la suite d’une explosion volcanique ou de l’effondrement d’un dôme, en particulier dans les environnements où les fortes pluies sont fréquentes. Les avalanches de débris ont tendance à se canaliser dans les vallées et peuvent parcourir de grandes distances bien au-delà de leur zone d’origine. Il est difficile de réduire l’impact des avalanches de débris car elles peuvent se produire sans avertissement, même sur des volcans en sommeil, et peuvent dévaster de vastes zones. Une fois déclenchées, il est impossible d’évacuer les zones situées sur les trajectoires des avalanches de débris en raison de la grande vitesse à laquelle elles se déplacent.
Le lendemain de Noël 1997, une importante explosion volcanique a provoqué l’effondrement partiel du volcan de la Soufrière Hills, à Montserrat, ce qui a déclenché une avalanche de débris. Environ 60 millions de mètres cubes de la paroi du dôme et du cratère ont voyagé vers le sud sous forme d’avalanche de débris avec d’autres matériaux pyroclastiques. Les villages de St Patrick et de Morris ont été emportés en moins de 30 minutes. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Lahars
Un lahar est un type de coulée de boue volcanique, qui se compose de débris volcaniques et d’eau (chaude ou froide). Les lahars se déplacent très rapidement à des vitesses allant de moins de 10 km par heure à quelques dizaines de kilomètres par heure. Ils peuvent se produire à la suite d’éruptions impliquant de la glace ou de la neige. Cela peut générer de grandes quantités d’eau de fonte. Lorsque ces coulées chargées de débris descendent les vallées, elles peuvent rassembler davantage de matériaux meubles. Les lahars peuvent également être déclenchés, ou mobilisés, par de fortes pluies.
Les coulées de boue visqueuses peuvent contenir plus de 60% de sédiments (40% d’eau) et avoir la consistance du béton humide. Les coulées de boue moins visqueuses, avec une teneur en eau plus élevée, ressemblent à des inondations torrentielles.
Lahars : le danger. Source : VolFilm
Les lahars ont été une cause majeure de décès dans les temps historiques. Par exemple, en 1985, 23 000 personnes sont mortes à la suite du lahar du Nevado del Ruiz en Colombie. Les décès et les blessures causés par les lahars peuvent être évités si les communautés sont évacuées rapidement vers des terrains élevés.
En avril 2000, une grande partie de la ville de Plymouth avait été ensevelie par des coulées de boue volcanique suite à des épisodes de fortes pluies ; volcan Soufrière Hills, Montserrat. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Lahars (coulées de boue) dans une vallée fluviale Volcan de la Soufrière Hills, Montserrat (2002). Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés.
Jökulhlaups
Jökulhlaup est un mot islandais qui est utilisé pour décrire une crue glaciaire, qui est une libération soudaine d’eau d’un lac qui se trouve sous ou près d’un glacier. L’un des déclencheurs d’un jökulhlaup peut être l’éruption d’un volcan situé sous un glacier, qui fait fondre la glace sus-jacente ou affaiblit un barrage constitué de sédiments de moraines glaciaires. Le retrait soudain de la digue du lac libère un énorme volume d’eau pour produire une « méga-inondation » qui peut emporter des routes et des ponts.
Cette photo satellite du sud-est de l’Islande de1996, montre le panache de cendres provenant du volcan Grimsvötn lors d’une éruption qui a entraîné le plus grand Jökulhlaup de l’histoire humaine. Le volcan Grimsvötn se trouve sous la calotte glaciaire Vatnojokull, qui abrite une trentaine de glaciers et sept volcans. L’eau, qui a été libérée par la fonte sous-glaciaire, a suivi le trajet indiqué par les flèches et a emporté des routes et plusieurs ponts ; environ 3 km3 de glace ont fondu pendant les 13 jours de l’éruption. Source : NASA Earth Observatory.
Tsunami
Les tsunamis peuvent se former en relation avec un large éventail d’activités géologiques, des tremblements de terre aux glissements de terrain. Bien que moins fréquents, les volcans peuvent également provoquer des tsunamis. En fait, les tsunamis ont causé la plupart des décès associés aux éruptions volcaniques au cours de l’histoire. Les tsunamis se forment lorsque l’eau, qu’elle se trouve dans un lac ou dans la mer, est déplacée. Sur les volcans, cela peut se produire par un certain nombre de mécanismes, par exemple une éruption sous-marine, l’effondrement d’une partie d’un édifice volcanique ou l’entrée de laves ou de courants de densité pyroclastique dans les eaux environnantes. Alors que les éruptions sous-marines peuvent ne produire que des tsunamis locaux, de grands tsunamis dévastateurs affectant des continents entiers peuvent être formés lors de grandes éruptions explosives pyroclastiques formant une densité.
Un exemple d’un tel événement est l’éruption de 1883 du Krakatau, en Indonésie. Bien qu’il y ait encore des discussions sur la source exacte des tsunamis, l’éruption a produit de grands flux pyroclastiques et a conduit à l’effondrement du volcan. De nombreux tsunamis ont été produits, le plus dévastateur ayant fait plus de 36 000 morts. Plus récemment, en 2018, un autre tsunami s’est formé en relation avec l’activité du même complexe volcanique. L’Anak Krakatau, qui se traduit par « enfant d’Anak », est le volcan qui, au cours des 100 dernières années, s’est construit sur le bord de la caldeira du Krakatau de 1883. En décembre 2018, environ ~ % du volcan s’est effondré dans les mers environnantes, formant un tsunami qui a touché une grande partie de la côte le long du détroit de la Sonde, et a entraîné la mort de plus de 400 personnes.
Image par drone du volcan Anak Krakatau prise lors du travail de terrain du BGS en août 2019. Source : BGS ©UKRI. Tous droits réservés. (Sam Engwell et Edo Marshal).
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