Volcan

Schéma structural d'un volcan type.

Un volcan est formé de différentes structures que l'on retrouve en général chez chacun d'eux :

• une chambre magmatique alimentée par du magma venant du manteau et jouant le rôle de réservoir et de lieu de différenciation du magma. Lorsque celle-ci se vide à la suite d'une éruption, le volcan peut s'affaisser et donner naissance à une caldeira. Les chambres magmatiques se trouvent entre dix et cinquante kilomètres de profondeur dans la lithosphère[7] ;
• une cheminée volcanique qui est le lieu de transit privilégié du magma de la chambre magmatique vers la surface ;
• un cratère ou une caldeira sommitale où débouche la cheminée volcanique ;
• une ou plusieurs cheminées volcaniques secondaires partant de la chambre magmatique ou de la cheminée volcanique principale et débouchant en général sur les flancs du volcan, parfois à sa base ; elles peuvent donner naissance à de petits cônes secondaires ;
• des fissures latérales qui sont des fractures longitudinales dans le flanc du volcan provoquées par son gonflement ou son dégonflement ; elles peuvent permettre l'émission de lave sous la forme d'une éruption fissurale.

Tous les volcans en activité émettent des gaz, mais pas toujours des matériaux solides (laves, tephra). C'est le cas du Dallol qui n'émet que des gaz chauds.

Des fumerolles dont le nuage trahit la présence d'eau et les cristaux la présence de soufre dans les gaz volcaniques.

Les gaz volcaniques sont principalement composés de[8] :

• vapeur d'eau à teneur de 50 à 90 % ;
• dioxyde de carbone à teneur de 5 à 25 % ;
• dioxyde de soufre à teneur de 3 à 25 %.

Puis viennent d'autres éléments volatils comme le monoxyde de carbone, le chlorure d'hydrogène, le dihydrogène, le sulfure d'hydrogène, etc. Le dégazage du magma en profondeur peut se traduire à la surface par la présence de fumerolles autour desquelles des cristaux, le plus souvent de soufre, peuvent se former.

Ces émissions proviennent d'un magma qui contient ces gaz dissous. Le dégazage des magmas qui progresse sous la surface du sol est un phénomène déterminant dans le déclenchement d'une éruption et dans le type éruptif. Le dégazage fait monter le magma le long de la cheminée volcanique ce qui peut donner le caractère explosif et violent d'une éruption en présence d'un magma visqueux.

Lave ʻaʻā émise par le Kīlauea à Hawaï aux États-Unis.

Selon que le magma provient de la fusion du manteau ou d'une partie de la lithosphère, il n'aura ni la même composition minérale, ni la même teneur en eau ou en gaz volcaniques, ni la même température. De plus, selon le type de terrain qu'il traverse pour remonter à la surface et la durée de son séjour dans la chambre magmatique, il va soit se charger, soit se décharger en minéraux, en eau et/ou en gaz et va plus ou moins se refroidir. Pour toutes ces raisons, les tephras et les laves ne sont jamais exactement les mêmes d'un volcan à un autre, ni même parfois d'une éruption à une autre sur le même volcan, ni au cours d'une éruption, qui voit généralement la lave la plus transformée et donc la plus légère émise au début.

Les matériaux émis par les volcans sont généralement des roches composées de microlites noyés dans un verre volcanique. Dans le basalte, les minéraux les plus abondants sont la silice, les pyroxènes et les feldspaths alors que l'andésite est plus riche en silice et en feldspaths. La structure de la roche varie également : si les cristaux sont fréquemment petits et peu nombreux dans les basaltes, ils sont en revanche généralement plus grands et plus nombreux dans les andésites, signe que le magma est resté plus longtemps dans la chambre magmatique[9]. 95 % des matériaux émis par les volcans sont des basaltes ou des andésites.

Le matériau le plus connu émis par les volcans est la lave sous forme de coulées. De type basaltique provenant de la fusion du manteau dans le cas d'un volcanisme de point chaud, de dorsale ou de rift[10] ou andésitique provenant de la fusion de la lithosphère dans le cas d'un volcanisme de subduction[11], plus rarement de type carbonatique[12], elles sont formées de laves fluides qui s'écoulent le long des flancs du volcan. La température de la lave est comprise entre 700 et 1 200 °C[13] et les coulées peuvent atteindre des dizaines de kilomètres de longueur, une vitesse de cinquante kilomètres par heure et progresser dans des tunnels de lave. Elles peuvent avoir un aspect lisse et satiné, appelée alors « lave pāhoehoe » ou « lave cordée », ou un aspect rugueux et coupant, appelée alors « lave ʻaʻā ». Les coulées de ces laves, faisant parfois plusieurs mètres d'épaisseur, peuvent mettre des dizaines d'années à se refroidir totalement[14]. Dans certains cas exceptionnels, de la lave en fusion peut remplir le cratère principal ou un cratère secondaire et former un lac de lave. La survie des lacs de lave résulte d'un équilibre entre apport de lave venant de la chambre magmatique et débordement à l'extérieur du cratère associé à un brassage permanent par des remontées de gaz volcaniques afin de limiter le durcissement de la lave. Ces lacs de lave ne naissent que lors d'éruptions hawaïennes, la grande fluidité de la lave permettant la formation et le maintien de ces phénomènes. Le Kīlauea à Hawaï et le Piton de la Fournaise à La Réunion sont deux volcans qui possèdent des lacs de lave lors de certaines de leurs éruptions. L'Erta Ale en Éthiopie et le mont Erebus en Antarctique sont parmi les seuls volcans au monde à posséder un lac de lave de manière quasi permanente. Lors de certaines éruptions de l'Erta Ale, son lac de lave se vide ou au contraire son niveau remonte jusqu'à déborder et former des coulées sur les pentes du volcan[15].

Bombe volcanique sur un lit de tephras (cendres et scories) sur les pentes du Capelinhos aux Açores, Portugal

Le plus souvent, les matériaux volcaniques sont composés de tephras ; ce sont les cendres volcaniques, les lapilli, les scories, les pierres ponces, les bombes volcaniques, les blocs rocheux ou basaltiques, les obsidiennes, etc. Il s'agit de magma et de morceaux de roche arrachés du volcan qui sont pulvérisés et projetés parfois jusqu'à des dizaines de kilomètres de hauteur dans l'atmosphère. Les plus petits étant les cendres, il leur arrive de faire le tour de la Terre, portées par les vents dominants. Les bombes volcaniques, les éjectas les plus gros, peuvent avoir la taille d'une maison et retombent en général à proximité du volcan. Lorsque les bombes volcaniques sont éjectées alors qu'elles sont encore en fusion, elles peuvent prendre une forme en fuseau lors de leur trajet dans l'atmosphère, en bouse de vache lors de leur impact au sol ou en croûte de pain en présence d'eau[16]. Les lapilli, qui ressemblent à de petits cailloux, peuvent s'accumuler en épaisses couches et former ainsi la pouzzolane. Les pierres ponces, véritable mousse de lave, sont si légères et contiennent tellement d'air qu'elles peuvent flotter sur l'eau. Enfin, quand de fines gouttes de lave sont éjectées et portées par les vents, elles peuvent s'étirer en de longs filaments appelés « cheveux de Pélé ».

Les matériaux émis proviennent d'un magma. Le magma est de la roche fondue située dans le sous-sol et contenant des gaz dissous qui seront libérés lors de la progression du liquide et à cause de la baisse de pression qui en découle. Lorsque le magma arrive en surface et perd ses gaz, on parle de lave.

Le magma a une consistance fluide à visqueuse. Il s'est formé à partir de la fusion partielle du manteau ou plus rarement de la croûte. L'origine peut être :

• une décompression comme dans une dorsale
• un apport d'eau comme dans une zone de subduction.
• une augmentation de température dans le cas d'un enfouissement de roches conséquente à des mouvements tectoniques.

Généralement, ce magma remonte vers la surface en raison de sa densité plus faible et se stocke dans la lithosphère en formant une chambre magmatique. Dans cette chambre, il peut subir une cristallisation totale ou partielle et/ou un dégazage qui commence à le transformer en lave. Si la pression et la cohésion des terrains qui le recouvrent deviennent insuffisantes pour le contenir, il remonte le long d'une cheminée volcanique (où la baisse de pression due à la remontée produit un dégazage qui diminue encore la densité de l'émulsion résultante) pour être émis sous forme de lave, c'est-à-dire totalement ou partiellement dégazé[17].

La présence d'eau dans le magma modifie significativement, voire complètement, le dynamisme volcanique et les propriétés rhéologiques des magmas. Elle abaisse notamment le seuil de mélange de près de 200 °C entre des magmas saturés en eau et son exsolution (formation de bulles lorsqu'il remonte vers la surface) entraîne une réduction significative des viscosités. Les magmas terrestres peuvent contenir jusqu'à 10 % de leur poids en eau (principalement dans leurs minéraux sous forme hydroxylée supercritique, du type amphibole) et il y a, selon les modèles, l'équivalent d'un à sept océans terrestres dans le manteau, si bien que les volcanologues parlent de plus en plus d'hydrovolcanisme et d'hydrovolcanologie[18].

• volcan bouclier lorsque son diamètre est très supérieur à sa hauteur en raison de la fluidité des laves qui peuvent parcourir des kilomètres avant de s'arrêter ; le Mauna Kea, l'Erta Ale ou le Piton de la Fournaise en sont des exemples[21] ;
• stratovolcan lorsque son diamètre est plus équilibré par rapport à sa hauteur en raison de la plus grande viscosité des laves ; il s'agit des volcans aux éruptions explosives comme le Vésuve, le mont Fuji, le Merapi ou le mont Saint Helens[22] ;
• volcan fissural formé par une ouverture linéaire dans la croûte terrestre ou océanique par laquelle s'échappe de la lave fluide ; les volcans des dorsales se présentent sous forme de fissure comme les Lakagígar ou le Krafla[23] ;
• dôme volcanique (Puy de Dôme)[8], grand dôme volcanique formé par l'accumulation et le refroidissement d'une lave visqueuse ;
• caldeira[20], vaste dépression due à l'effondrement des roches au-dessus d'une chambre magmatique : Champs Phlégréens, le Santorin[8], caldeira de Yellowstone ;
• cône de scories[24], accumulation de matière éjectée autour d'un cratère : Puy de Pariou ;
• cratère d'explosion, dépression due à une ou plusieurs explosions. Il n'y a pas de cône : Dallol[25]. Lorsque la dépression est remplie par un lac, on appelle cela un maar : Gour de Tazenat.

Comme toute classification de phénomènes naturels, beaucoup de cas sont intermédiaires entre les types purs : l'Etna ressemble à un stratovolcan posé sur un volcan bouclier, Hekla est à la fois un stratovolcan et un volcan fissural. Dans Volcanoes of the World, Tom Simkin and Lee Siebert listent 26 types morphologiques[19].

Si on considère des zones plus larges comportant souvent plusieurs volcans, on peut distinguer :

• les complexes de caldeira rhyolitiques, comme la caldeira de Yellowstone, qui n'ont pas d'édifice volcanique ;
• les champs monogéniques volcaniques, qui présentent de multiples édifices comme des cônes de scories édifiés chacun en une seule fois ;
• les trapps, grands plateaux formés par l'accumulation de lave sur de très grandes surfaces ;
• les dorsales médio-océaniques.

Cette classification simpliste, absente de la littérature scientifique, est notamment utilisée en vulgarisation, dans les médias grand public, et pour une première approche pédagogique scolaire. Selon l'université de l'Oregon, il faudrait au moins six catégories pour englober plus de 90 % des volcans[26]. Dans ce type de classement, on retient en général pour un volcan le type d'éruption le plus récent ou le plus fréquent, faisant abstraction de la longue et complexe histoire éruptive du volcan.

Ce mode de classification, largement contesté[27] - [28] - [29], répartit le plus souvent les volcans en deux catégories :

• les volcans effusifs, ou « volcans rouges », aux éruptions relativement calmes qui émettent des laves fluides sous la forme de coulées. Ce sont les volcans de « point chaud », et les volcans d'« accrétion » principalement représentés par les volcans sous-marins des dorsales océaniques. Les volcans boucliers sont rangés dans cette catégorie ;
• les volcans explosifs, ou « volcans gris », aux éruptions explosives qui émettent des laves pâteuses et des cendres sous la forme de nuées ardentes ou coulées pyroclastiques et de panaches volcaniques. Ils sont principalement associés au phénomène de subduction comme les volcans de la ceinture de feu du Pacifique. Les stratovolcans sont rangés, en simplifiant beaucoup, dans cette catégorie.

Schéma général des différents types de volcanisme associés aux mouvements des plaques tectoniques.

Dans le rift des dorsales, l'écartement de deux plaques tectoniques amincit la lithosphère, entraînant une remontée de roches du manteau. Celles-ci, déjà très chaudes à environ 1 200 °C, se mettent à fondre partiellement en raison de la décompression. Cela donne du magma qui s'infiltre par des failles normales. Entre les deux bords du rift, des traces d'activités volcaniques telle que des pillow lava ou « laves en coussin » se forment par une émission de lave fluide dans une eau froide. Ces roches volcaniques constituent ainsi une partie de la croûte océanique.

Dans les rifts continentaux, il se produit le même processus, à ceci près que la lave ne s'écoule pas sous l'eau et ne donne pas de laves en coussins. C'est le cas du volcanisme de la dépression de l'Afar.

Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-continent.

Schéma du volcanisme au niveau d'une convergence océan-océan.

Lorsque deux plaques tectoniques se chevauchent, la lithosphère océanique, glissant sous l'autre lithosphère océanique ou continentale, plonge dans le manteau et subit des transformations minéralogiques. L'eau contenue dans la lithosphère plongeante s'en échappe alors et vient hydrater le manteau, provoquant sa fusion partielle en abaissant son point de fusion. Ce magma remonte et traverse la lithosphère chevauchante, créant des volcans. Si la lithosphère chevauchante est océanique, un arc volcanique insulaire se formera, les volcans donnant naissance à des îles. C'est le cas des Aléoutiennes, du Japon ou des Antilles. Si la lithosphère chevauchante est continentale, les volcans se situeront sur le continent, en général dans une cordillère. C'est le cas des volcans des Andes ou de la chaîne des Cascades. Ces volcans sont en général des volcans gris, explosifs et dangereux. Cela est dû à leur lave visqueuse car riche en silice, qui a du mal à s'écouler ; de plus les magmas qui remontent sont riches en gaz dissous (eau et dioxyde de carbone), dont la libération soudaine peuvent former des nuées ardentes. La « ceinture de feu du Pacifique » est formée en quasi-majorité de ce type de volcan.

Il arrive parfois que des volcans naissent loin de toute limite de plaque lithosphérique (il pourrait y avoir plus de 100 000 montagnes sous-marines de plus de 1 000 mètres[32]). Ils sont en général interprétés comme des volcans de point chaud. Les points chauds sont des panaches de magma venant des profondeurs du manteau et perçant les plaques lithosphériques. Les points chauds étant fixes, alors que la plaque lithosphérique se déplace sur le manteau, des volcans se créent successivement et s'alignent alors, le plus récent étant le plus actif car à l'aplomb du point chaud. Lorsque le point chaud débouche sous un océan, il va donner naissance à un chapelet d'îles alignées comme c'est le cas pour l'archipel d'Hawaï ou des Mascareignes. Si le point chaud débouche sous un continent, il va alors donner naissance à une série de volcans alignés. C'est le cas du mont Cameroun et de ses voisins. Cas exceptionnel, il arrive qu'un point chaud débouche sous une limite de plaque lithosphérique. Dans le cas de l'Islande, l'effet d'un point chaud se combine à celui de la dorsale médio-atlantique, donnant ainsi naissance à un immense empilement de lave permettant l'émersion de la dorsale. Les Açores ou les Galápagos sont d'autres exemples de points chauds débouchant sous une limite de plaque lithosphérique, en l'occurrence des dorsales[33].

Néanmoins, de nombreux volcans intra-plaque ne se présentent pas sur des alignements permettant d'identifier des points chauds profonds et permanents[34].

Chaque année a lieu, au bord du Bromo, une cérémonie populaire, le Yadnya Kasada (en), festival hindou au cours duquel les pèlerins font sept fois le tour du sommet du volcan qui a fécondé le sol de leur île et est considéré comme un lieu sacré. Les familles y effectuent leurs rites funéraires et propitiatoires en jetant dans le cratère des offrandes (récoltes bénies, produits fermiers, animaux, gâteaux, fleurs)[41]. Satisfaites, les âmes des défunts s'envolent vers le soleil[42].

Depuis l'apparition de l'agriculture et la sédentarisation des sociétés, les hommes ont toujours côtoyé les volcans. Les louant pour les terres fertiles qu'ils offrent, ils les craignent aussi pour leurs éruptions et les morts qu'ils provoquent. Rapidement, par méconnaissance d'un phénomène naturel, les volcans sont craints, déifiés, considérés comme l'entrée du royaume des morts, des enfers et des mondes souterrains peuplés d'esprits malfaisants et sont l'objet de légendes et de mythes suivant les différentes cultures.

Dans les tribus d'Asie, d'Océanie et d'Amérique vivant à proximité de la ceinture de feu du Pacifique, les éruptions volcaniques sont considérées comme étant les manifestations de forces surnaturelles ou divines. Dans la mythologie maorie, les volcans Taranaki/Egmont et Ruapehu tombèrent tous deux amoureux du volcan Tongariro et une violente dispute éclata entre les deux. C'est la raison pour laquelle aucun Māori ne vit entre les deux volcans colériques, de peur de se retrouver pris au milieu de la dispute.

Parmi d'autres mythes et légendes, on peut signaler celui de Devils Tower qui se serait dressé pour sauver sept jeunes filles amérindiennes d'ours qui auraient griffé les parois rocheuses ou encore l'histoire de la déesse Pélé qui, chassée de Tahiti par sa sœur Namakaokahai, trouva refuge dans le Kīlauea et depuis, de rage, déverse des flots de lave d'un simple coup de talon.

Sommet du mont Mawenzi en Tanzanie, 1996.

Chez les Incas, les caprices du Misti lui ont valu d'avoir son cratère obstrué par un bouchon de glace, punition infligée par le Soleil. Les Chagas de Tanzanie racontent que le Kilimandjaro, excédé par son voisin le volcan Mawensi, le frappa à grand coup de pilon, ce qui lui valut son sommet découpé. Pour les Amérindiens de l'Oregon, le mont Mazama était la demeure du dieu maléfique du feu et le mont Shasta celle du dieu bénéfique de la neige. Un jour les deux divinités sont entrées en conflit et le dieu du feu fut vaincu et décapité, créant ainsi Crater Lake.

Les volcans furent le lieu de sacrifices humains : enfants jetés dans le cratère du Bromo en Indonésie, chrétiens sacrifiés au mont Unzen au Japon, vierges précipitées dans le lac de lave du Masaya au Nicaragua, enfants jetés dans un lac de cratère pour calmer le volcan sous-lacustre d'Ilopango au Salvador, etc.

Pour les Grecs et les Romains, les volcans sont le lieu de vie d'Héphaïstos ou Vulcain. Les éruptions sont expliquées comme étant une manifestation divine : colère des dieux, présages, activité des forges d'Héphaïstos — que les Grecs situaient sous l'Etna — ou de celles de Vulcain — que les Romains plaçaient sous Vulcano — , etc.. Les cyclopes grecs pourraient être une allégorie des volcans avec leur cratère sommital tandis que le nom d'Héraclès dérive de hiera ou etna, le mot grec servant à désigner les volcans. Aucune explication scientifique ou ne faisant pas intervenir les dieux n'était retenue.

Parmi les mythes grecs mettant en scène des volcans, le plus célèbre est celui narré par Platon dans le Timée et le Critias. Ces récits relatent la disparition de l'Atlantide, engloutie par les flots dans un gigantesque tremblement de terre suivi d'un tsunami. Ce mythe pourrait avoir pour origine l'éruption du Santorin vers 1600 av. J.-C. qui détruisit presque entièrement l'île, et qui serait en partie responsable de la chute de la civilisation minoenne. Cependant, aucune observation de l'éruption du Santorin ne fut consignée et ce n'est qu'au début du XX^e siècle que l'on se rendit compte de la puissance de l'éruption[43].

Le poète romain Virgile, s'inspirant des mythes grecs, rapporta que lors de la gigantomachie, Encelade, en fuite, fut enseveli sous l'Etna par Athéna en guise de punition pour sa désobéissance aux dieux. Les grondements de l'Etna constituent ainsi les pleurs d'Encelade, les flammes sa respiration et le trémor ses tentatives de se libérer. Mimas, un autre géant, fut quant à lui englouti sous le Vésuve par Héphaïstos et le sang des autres géants vaincus jaillit des Champs Phlégréens à proximité.

Randonneurs au sommet du mont Fuji en août 2005.

Dans le Christianisme populaire, malgré quelques tentatives d'explications pré-scientifiques, les volcans étaient souvent considérés comme l'œuvre de Satan et les éruptions comme des signes de la colère de Dieu. Un certain nombre de miracles attribués à certains saints sont associés dans la tradition catholique à des éruptions : ainsi en 253, la ville de Catane fut épargnée lorsque les flots de lave de l'Etna se scindèrent en deux devant la procession transportant les reliques de sainte Agathe. Mais en 1669, la procession avec les mêmes reliques ne put éviter la destruction de la grande majorité de la ville.

En 1660, l'éruption du Vésuve fit pleuvoir aux alentours des cristaux de pyroxène noirs. La population les prit pour des crucifix et attribua ce signe à saint Janvier qui devint saint patron et protecteur de Naples. Depuis à chaque éruption, une procession défile dans Naples pour implorer la protection du Saint. De plus, trois fois par an a lieu le phénomène de la liquéfaction du sang de saint Janvier qui, selon la tradition, s'il se produit, protège la ville de toute éruption du Vésuve.

Encore aujourd'hui des processions religieuses sont associées aux volcans et à leur activité. À Hawaï les habitants vénèrent encore Pélé et le mont Fuji est la montagne sacrée du Shintoïsme de même que le Bromo pour les hindouistes indonésiens.

Un des objectifs de la volcanologie est de comprendre l'origine et le fonctionnement des volcans et des phénomènes assimilés afin d'établir un diagnostic sur les risques et les dangers encourus par les populations et les activités humaines. Les prévisions volcanologiques nécessitent la mise en œuvre d'instruments (la naissance de la volcanologie instrumentale date de 1980 lors de l'éruption du mont Saint Helens ; le volcan fut entièrement instrumenté à cette époque[44]) et le savoir de plusieurs disciplines scientifiques. Les connaissances actuelles ne permettent aujourd'hui que de prédire le type des éruptions, sans savoir en revanche, à plus de que quelques heures à l'avance, quand elles auront lieu, combien de temps elles dureront et surtout leurs importances (volume de lave, intensité des dégagements, etc).

De plus en plus, la tendance est à la surveillance en continu les volcans actifs réputés dangereux à l'aide d'appareils télécommandés alimentés par piles solaires. À cet égard, l'équipement du Piton de la Fournaise, à La Réunion, pourtant réputé non dangereux, est exemplaire. Les mesures sont transmises par télémétrie à l'observatoire et toutes les dilatations, les tremblements et les variations de température sont enregistrés.

Les sécurités civiles des pays touchés tentent alors de trouver les justes compromis entre les risques et les précautions inutiles. Dans bon nombre de cas, les autorités se sont montrées peu attentives[45]. Il y eut cependant certains succès comme en 1991 pour l'éruption du Pinatubo où les experts ont convaincu le gouvernement philippin d'organiser l'évacuation de 300 000 personnes. Malgré 500 victimes, 15 000 vies ont ainsi pu être épargnées.

Paysage noyé sous la lave crachée par le Puʻu ʻŌʻō à Hawaï aux États-Unis en 1987.

Depuis 1600, les volcans ont fait 300 000 morts dans le monde, ce qui représente en 2011[44] :

• 35,5 % des victimes dues aux nuées ardentes ;
• 23 % aux famines et épidémies (chiffre essentiellement dû aux conséquences de l'éruption du Tambora en 1815 qui a fait plus de 60 000 victimes) ;
• 22,5 % au lahars et glissements de terrains ;
• 14,9 % aux tsunamis ;
• 3 % aux chutes de téphras ;
• 1,3 % aux gaz ;
• 0,3 % aux coulées de lave.

Contrairement à la croyance populaire, les coulées de lave font en général plus de dégâts matériels que de victimes (cf. les 0,3 % ci-dessus) car même si elles peuvent être très rapides avec plusieurs dizaines de kilomètres par heure, leur comportement est généralement prévisible, laissant le temps aux populations d'évacuer. En 2002, le lac de lave du cratère du Nyiragongo se vide à la faveur de failles qui se sont ouvertes dans le volcan : deux coulées atteignent la ville de Goma au Congo démocratique, font 147 morts et détruisent 18 % de la ville. Ces fleuves de matière en fusion laissent peu de chance à la végétation et aux constructions se trouvant sur leur passage, les consumant et les ensevelissant dans une gangue de roche.

Sur le volcan Sakurajima (en arrière-plan), une trentaine d'abris de béton et une vingtaine de bâtiments d'évacuation permettent de se protéger contre les retombées de téphras. Les habitants de la presqu'île volcanique gardent un casque en réserve et les écoliers le portent sur leur trajet scolaire[46].

Appelées aussi coulées pyroclastiques, les nuées ardentes sont des nuages gris qui dévalent les pentes des volcans à plusieurs centaines de kilomètres par heure, atteignent les 600 °C et parcourent des kilomètres avant de s'arrêter.

Nés de l'effondrement d'un dôme ou d'une aiguille de lave, ces nuages composés de gaz volcaniques et de tephras glissent sur le sol, franchissent des crêtes et consument tout sur leur passage. Les empilements des matériaux transportés par les nuées ardentes peuvent s'accumuler sur des dizaines de mètres d'épaisseur et sont à l'origine des étendues d'ignimbrites.

Les plus meurtrières sont celles du Krakatoa en 1883 qui ont fait 36 000 morts. En 1902, une coulée pyroclastique née de la montagne Pelée en Martinique a rasé la ville de Saint-Pierre et tué ses 29 000 habitants. Plus récemment, le réveil de la Soufrière de Montserrat a provoqué la destruction de Plymouth, la capitale de l'île, et rendu inhabitable la grande majorité de l'île à cause des passages répétés de nuées ardentes.

Champ recouvert de cendres volcaniques rejetées par le mont Saint Helens aux États-Unis en 1980.

Expulsées par des panaches volcaniques, les cendres volcaniques peuvent retomber et recouvrir des régions entières sous une épaisseur de plusieurs mètres, provoquant la destruction des cultures et l'apparition de famines comme ce fut le cas après l'éruption du Laki de 1783 en Islande, l'effondrement des toits des habitations sur leurs occupants, la formation de lahars en cas de pluies, etc.

Les séismes peuvent être provoqués à la suite de la vidange de la chambre magmatique lorsque le volcan s'effondre sur lui-même et forme une caldeira. Les multiples glissements des parois du volcan génèrent alors des séismes qui provoquent l'effondrement des bâtiments parfois fragilisés par des chutes de cendre volcanique.

Les tsunamis peuvent être générés de multiples manières lors d'une éruption volcanique comme avec l'explosion d'un volcan sous-marin ou à fleur d'eau, la chute de parois ou de nuées ardentes dans la mer, l'effondrement du volcan sur lui-même mettant en contact direct l'eau avec le magma de la chambre magmatique, des mouvements de terrains liés à la vidange de la chambre magmatique, etc. En 1883, l'explosion du Krakatoa généra un tsunami qui, associé aux nuées ardentes, fit 36 000 victimes, en 1792 celle du mont Unzen en fit 15 000.

À la manière des nuées ardentes, les glissements de terrain peuvent provoquer des avalanches meurtrières. Dans de rares cas, c'est une grande partie ou la majorité du volcan qui se désagrège sous la pression de la lave. En 1980, le mont Saint Helens a surpris les volcanologues du monde entier lorsque la moitié du volcan s'est disloquée. Certains scientifiques, se croyant à l'abri sur des collines environnantes, se sont fait piéger et ont péri dans la gigantesque nuée ardente qui a suivi.

Les gaz volcaniques sont le danger le plus sournois des volcans. Ils sont parfois émis sans aucun autre signe d'activité volcanique lors d'une éruption limnique. En 1986, au Cameroun, une nappe de dioxyde de carbone est sortie du lac Nyos. Étant plus lourd que l'air, ce gaz a dévalé les pentes du volcan et a tué 1 800 villageois et plusieurs milliers de têtes de bétail dans leur sommeil par asphyxie.

Dépôts résultants du passage de lahars sur les pentes du mont Saint Helens aux États-Unis en 1982.

Les lahars sont des coulées boueuses formées d'eau, de tephras en majorité de cendres volcaniques froides ou brûlantes, très denses et lourdes et charriant quantité de débris tels des blocs rocheux, des troncs d'arbres, des restes de bâtiments, etc. Les lahars se forment lorsque des pluies importantes survenant lors de cyclones tropicaux ou des pluies synoptiques prolongées s'abattent sur des cendres volcaniques. Ils peuvent survenir des années après une éruption volcanique tant que des cendres peuvent être entraînées. En 1985, 24 000 habitants de la ville colombienne d'Armero furent engloutis sous un lahar né sur les pentes du Nevado del Ruiz.

Le jökulhlaup est un type de crue particulièrement puissant et brutal. Il se forme lorsqu'une éruption volcanique survient sous un glacier ou une calotte glaciaire et que la chaleur du magma ou de la lave parvient à faire fondre de grandes quantités de glace. Si l'eau de fonte ne peut s'évacuer, elle forme un lac qui peut se vider lorsque la barrière qui le retient formée par une paroi rocheuse ou un glacier se rompt. Un flot mêlant lave, tephras, boue, glace et blocs rocheux s'échappe alors du glacier, emportant tout sur son passage. Les jökulhlaup les plus fréquents se déroulent en Islande, autour du Vatnajökull.

L'acidification des lacs est une autre conséquence possible de la présence d'un volcan. L'acidification a pour effet d'éliminer toute forme de vie des eaux et de leurs abords et peut même constituer un danger pour les populations riveraines. Ce phénomène survient lorsque des émanations de gaz volcaniques débouchent au fond d'un lac, celui-ci va alors les piéger par dissolution ce qui acidifie les eaux.

Les cendres, gaz volcaniques et gouttelettes d'acide sulfurique et d'acide fluorhydrique expulsées dans l'atmosphère par des panaches volcaniques peuvent provoquer des pluies acides et des « Hivers volcaniques » qui abaissent les températures et peuvent provoquer des famines, des hivers rigoureux ou des étés froids à l'échelle mondiale comme ce fut le cas pour les éruptions du Samalas en 1257, du Tambora en 1815 et du Krakatoa en 1883.

Des recherches récentes montrent que les éruptions volcaniques ont un impact significatif sur le climat mondial et doivent être considérées comme des phénomènes catalytiques essentiels pour expliquer les changements écologiques et les bouleversements historiques[47].

Récolte de minerai de soufre dans le cratère du Kawah Ijen en Indonésie, 2005.

Par certains aspects, l'homme peut tirer profit de la présence des volcans avec :

• l'exploitation de l'énergie géothermique pour production d'électricité, le chauffage des bâtiments ou des serres pour les cultures ;
• la fourniture de matériaux de construction, ou à usage industriel tels que :
  • le basalte qui sert de pierres de construction, de ballast ou de gravas concassé ;
  • la ponce et la pouzzolane qui servent, entre autres, d'isolant dans les bétons ;
  • l'extraction des minerais de soufre, de cuivre, de fer, de platine, de diamants, etc.
• la fertilisation des sols tels les versants de l'Etna qui constituent une région à très forte densité agricole en raison de la fertilité des sols volcaniques et où d'immenses vergers d'agrumes sont implantés. Ces sols volcaniques fertiles font vivre 350 millions de personnes dans le monde[48].

Un volcan contribue aussi au tourisme en proposant un panorama, des destinations de randonnée, du thermalisme ou même un lieu de pèlerinage aux visiteurs.

Même dans le domaine artistique, leur influence se fait sentir : certaines éruptions fortement émettrices de cendres volcaniques comme celle du Tambora en 1815 ont généré des couchers de soleil spectaculaires durant plusieurs années. Certains peintres comme Turner ont su capter cette lumière à travers des œuvres originales qui annoncent l'Impressionnisme.

• Jacques-Marie Bardintzeff, Les Volcans, Minerva, 2004 (ISBN 978-2-8307-0755-7)
• Michel et Anne-Marie Detay, Volcans du feu et de l'eau, Belin, 2013 (ISBN 978-2-7011-7561-4)
• Bernhard Edmaier, Volcans, Fernand Nathan, 2004 (ISBN 978-2-09-261099-2)
• Jacques Kornprobst, Christine Laverne, Les Volcans, comment ça marche ?, Éditions du BRGM, 2002 (ISBN 978-2-84703-017-4)
• Maurice Krafft, Les feux de la terre : Histoires de volcans, Éditions Gallimard, coll. « Découvertes Gallimard / Sciences et techniques » (n^o 113), 2003 (ISBN 978-2-07-042900-4)
• Haroun Tazieff, Volcans, Larousse-Bordas, 1996, deuxième édition, 1999 (ISBN 978-2-04-027174-9)
• Patrick de Wever, Le volcanisme : Cause de mort et source de vie, Vuibert, 2003 (ISBN 978-2-7117-5293-5)
• Science et Vie junior, « Des volcans et des hommes », dossier hors série, Excelsior Publications S.A., 1994

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :

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