Les coulées pyroclastiques sont appelées de très nombreuses manières ; nuage ardent, coulée pyroclastique, écoulement pyroclastique, flux de densité pyroclastique, etc... Tous ces termes font référence à la même chose, à la puissante masse de gaz et de particules qui est expulsée du cratère d'un volcan et qui en sort à grande vitesse. Néanmoins, les coulées pyroclastiques ne font pas partie, populairement, des parties d'un volcan les plus connues et, de fait, leur présence peut attirer de nombreuses conséquences non désirées. C'est pour cette raison que, depuis cet article Coulée pyroclastique : Définition et formation de ProjetEcolo, nous allons mettre l'accent sur la définition de coulée pyroclastique et sa formation.
Si vous vivez près d'un volcan ou que vous aimez les volcans, cet article est fait pour vous et il ne nous reste plus qu'à vous souhaiter une excellente lecture !
Qu'est-ce qu'un coulée pyroclastique - Définition
Il s'agit d'un mélange qui se forme lors des éruptions volcaniques et qui se compose de gaz et de particules solides à haute température. Plus précisément, la température d'une coulée pyroclastique se situe entre 300 et 800 °C. Une fois que la coulée pyroclastique est éjectée du volcan en éruption et qu'elle atteint la surface de la terre, elle se déplace le long du sol à une vitesse variant de quelques dizaines à quelques centaines de mètres par seconde.
Comme mentionné dans le paragraphe précédent, la coulée pyroclastique est composée, entre autres, de particules solides. Ces particules solides sont appelées pyroclastes ou téphras, et ne sont rien d'autre que des fragments de magma solidifié qui ont été éjectés du volcan. Selon la taille des fragments, les pyroclastes peuvent être classés comme ci-suit :
- Cendres : particules d'un diamètre inférieur à 2 millimètres.
- Lapilli : particules dont le diamètre varie entre 2 et 64 millimètres.
- Bombes ou blocs : fragments de plus de 64 millimètres de diamètre.
La taille des particules détermine la vitesse et l'étendue de la coulée pyroclastique. Les flux composés de blocs ont une faible mobilité et sont généralement limités à quelques dizaines de kilomètres du centre d'émission. Ces flux, formés de cendres et de lapilli, peuvent atteindre un rayon de 200 kilomètres autour de leur centre d'émission.
Il est important de mentionner que la coulée pyroclastique représente l'un des plus grands dangers d'un volcan en éruption car, en raison de la grande vitesse à laquelle la coulée avance, elle peut affecter une énorme extension de terrain en un court laps de temps. De plus, elle n'affecte pas seulement les vies humaines et les infrastructures, mais provoque toujours des effets négatifs prolongés sur le climat, le sol et l'eau de la région.
À cet égard, il est crucial de comprendre que la coulée pyroclastique peut également influencer la biosphère en détruisant les habitats naturels et en modifiant les écosystèmes locaux. Par exemple, la végétation peut être ensevelie sous les dépôts de cendres, et les cours d'eau peuvent être obstrués, entraînant des inondations ou la création de nouveaux lacs. Ces changements peuvent avoir un impact environnemental durable, affectant la faune et la flore de manière significative.
Formation d'un coulée pyroclastique
Dans les paragraphes précédents, on a vu ensemble que les coulées pyroclastiques proviennent des volcans en éruption. Cependant, tous les volcans ne provoquent pas de coulées pyroclastiques au cours de leur éruption. Les coulées pyroclastiques ne se forment que dans les volcans dont les éruptions sont modérément ou fortement explosives, comme les volcans à éruptions stromboliennes, pliniennes ou volcaniques, entre autres.
Les coulées pyroclastiques peuvent se former de différentes manières et nous allons vous en parler de deux :
- Par effondrement gravitationnel de colonnes éruptives de haute altitude. L'effondrement se produit lorsque la densité du panache est supérieure à la densité de l'atmosphère environnante.
- Par l'effondrement d'un dôme de lave, qui est un gonflement qui nait lorsque la lave est si visqueuse qu'elle ne s'écoule pas facilement. L'effondrement se produit lorsque le dôme de lave est si grand qu'il devient instable et aboutit à une explosion.
À cet égard, il convient de noter que les coulées pyroclastiques peuvent également se former par la dépressurisation soudaine de la chambre magmatique. Ce phénomène survient lorsque la pression du gaz à l'intérieur de la chambre atteint un point critique, provoquant une rupture violente et l'éjection rapide de matériaux. Cette libération soudaine de pression peut engendrer un flux pyroclastique puissant, capable de parcourir de grandes distances à une vitesse fulgurante.
En outre, les interactions entre l'eau et le magma peuvent également conduire à la formation de coulées pyroclastiques. Lorsqu'une masse de magma entre en contact avec une source d'eau, comme une nappe phréatique ou un lac, la vaporisation rapide de l'eau peut déclencher des explosions phréatiques. Ces explosions peuvent générer des coulées pyroclastiques particulièrement destructrices, car elles combinent à la fois la puissance explosive de l'eau vaporisée et l'énergie thermique du magma.
Types de coulées pyroclastiques
Les coulées pyroclastiques peuvent être classées selon leur composition, selon les gisements dont ils sont issus et selon leur mode de formation, etc... Par exemple, en fonction de leur densité, c'est-à-dire du rapport gaz/particules solides qu'ils présentent et des dépôts qu'ils forment, on peut trouver :
Surcharges pyroclastiques
Elles se caractérisent pour être peu denses (car elles présentent de légères concentrations de particules solides), énergétiques et turbulentes. Les surcharges peuvent aussi être classifiées en surcharges chaudes et froides. Leur température peut être moindre que celle d'ébullition de l'eau, comme c'est le cas des surcharges froides, ou elle peut atteindre des températures supérieures aux 1000ºC, comme c'est le cas des surcharges chaudes. Les dépôts des surcharges pyroclastiques se caractérisent pour être abondants en lapillis et lithiques (fragments de roche qui étaient en état solide au moment de l'éruption). Néanmoins, il convient de préciser que les surcharges ne sont pas considérées comme un type de flux pyroclastique.
Coulée pyroclastique
C'est un type de flux produit par les éruptions de type plinien et dont la densité est plus élevée que celle des surcharges pyroclastiques. Les dépôts formés par les coulées sont difficiles à étudier, car ils ne présentent pas de stratification interne marquée, mais, en général, leurs dépôts sont appelés ignimbrites, et sont composés de particules de toutes tailles, des cendres aux blocs.
Il convient également de mentionner les coulées pyroclastiques ignées, qui se distinguent par leur capacité à générer des dépôts ignés à haute température. Ces dépôts sont souvent compacts et soudés, formant une roche dense qui peut persister dans le paysage pendant des millénaires. Ce type de coulée est souvent associé à des éruptions cataclysmiques, laissant derrière lui des formations géologiques remarquables qui témoignent de la puissance des forces volcaniques en jeu.
Pour en apprendre plus sur les volcans :
- Coulée de lave : Définition et types
- Comment se forme un volcan
- Différence entre magma et lave
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- Granados, H. D. (2002). Flujos piroclásticos. Departamento de Vulcanología Instituto de Geofísica, UNAM.
- Perez-Torrado, F. J., & Fernandez-Turiel, J. L. (2015). Peligros asociados a los depósitos piroclásticos.