Sur quelle planète se trouve le plus grand volcan connu de notre système solaire ?
Mars
Sur la base d'images satellite, il a été suggéré que des cônes de scories pourraient également apparaître sur d'autres corps terrestres du système solaire ; à la surface de Mars et de la Lune. Il existe plusieurs volcans éteints sur Mars, dont quatre sont de vastes volcans boucliers bien plus grands que n'importe quel volcan sur Terre. Ils comprennent Arsia Mons, Ascraeus Mons, Hecates Tholus, Olympus Mons et Pavonis Mons. Ces volcans sont éteints depuis des millions d'années, mais la sonde spatiale européenne Mars Express a trouvé des preuves qu'une activité volcanique aurait pu également s'être produite sur Mars dans un passé récent.
Un volcan est une rupture dans la croûte d'un objet de masse planétaire, comme la Terre, qui permet à la lave chaude, aux cendres volcaniques et aux gaz de s'échapper d'une chambre magmatique située sous la surface.
Les volcans terrestres se produisent parce que sa croûte est divisée en 17 plaques tectoniques majeures et rigides qui flottent sur une couche plus chaude et plus molle de son manteau. Par conséquent, sur Terre, les volcans se trouvent généralement là où les plaques tectoniques divergent ou convergent. Par exemple, une dorsale médio-océanique, telle que la dorsale médio-atlantique, présente des volcans provoqués par l'écartement de plaques tectoniques divergentes ; la ceinture de feu du Pacifique possède des volcans causés par le rapprochement de plaques tectoniques convergentes. Les volcans peuvent également se former là où il y a un étirement et un amincissement de la croûte, par exemple dans le rift est-africain, le champ volcanique Wells Gray-Clearwater et le rift du Rio Grande en Amérique du Nord. Ce type de volcanisme relève du volcanisme « hypothèse des plaques ». Le volcanisme éloigné des limites des plaques a également été expliqué par des panaches du manteau. On suppose que ces soi-disant « points chauds », par exemple à Hawaï, proviennent de diapirs ascendants avec du magma provenant de la limite noyau-manteau, à 3 000 km de profondeur dans la Terre. Les volcans ne se créent généralement pas là où deux plaques tectoniques glissent l’une sur l’autre.
Les volcans en éruption peuvent présenter de nombreux dangers, et pas seulement à proximité immédiate de l'éruption. L'un de ces dangers est que les cendres volcaniques peuvent constituer une menace pour les avions, en particulier ceux équipés de moteurs à réaction où les particules de cendres peuvent fondre en raison de la température de fonctionnement élevée ; les particules fondues adhèrent alors aux aubes de la turbine et modifient leur forme, perturbant le fonctionnement de la turbine. Les grandes éruptions peuvent affecter la température, car les cendres et les gouttelettes d'acide sulfurique obscurcissent le soleil et refroidissent la basse atmosphère terrestre (ou troposphère) ; cependant, ils absorbent également la chaleur rayonnée par la Terre, réchauffant ainsi la haute atmosphère (ou stratosphère). Historiquement, les hivers dits volcaniques ont provoqué des famines catastrophiques.
Étymologie
Le mot volcan est dérivé du nom de Vulcano, une île volcanique des îles Éoliennes d'Italie dont le nom vient à son tour de Vulcain, le dieu du feu dans la mythologie romaine. L'étude des volcans s'appelle volcanologie, parfois orthographiée vulcanologie.
Tectonique des plaques
Limites de plaques divergentes
Au niveau des dorsales médio-océaniques, deux plaques tectoniques divergent l'une de l'autre à mesure qu'une nouvelle croûte océanique se forme par le refroidissement et la solidification de roches en fusion chaudes. Parce que la croûte est très mince au niveau de ces crêtes en raison de l'attraction des plaques tectoniques, la libération de pression entraîne une expansion adiabatique et la fonte partielle du manteau, provoquant un volcanisme et créant une nouvelle croûte océanique. La plupart des limites de plaques divergentes se trouvent au fond des océans ; par conséquent, la majeure partie de l’activité volcanique est sous-marine, formant de nouveaux fonds marins. Les fumoirs noirs (également connus sous le nom de cheminées sous-marines) sont la preuve de ce type d'activité volcanique. Là où la dorsale médio-océanique se situe au-dessus du niveau de la mer, des îles volcaniques se forment, par exemple en Islande.
Limites de plaques convergentes
Les zones de subduction sont des endroits où deux plaques, généralement une plaque océanique et une plaque continentale, entrent en collision. Dans ce cas, la plaque océanique se subduit ou s'immerge sous la plaque continentale, formant une tranchée océanique profonde juste au large. Dans un processus appelé fusion par flux, l'eau libérée par la plaque subductrice abaisse la température de fusion du coin du manteau sus-jacent, créant ainsi du magma. Ce magma a tendance à être très visqueux en raison de sa forte teneur en silice, de sorte qu'il n'atteint souvent pas la surface mais se refroidit en profondeur. Lorsqu’il atteint la surface, un volcan se forme. Des exemples typiques de ce type de volcan sont le mont Etna et les volcans de la ceinture de feu du Pacifique.
"Points chauds"
« Points chauds » est le nom donné aux zones volcaniques qui seraient formées par des panaches du manteau, qui seraient des colonnes de matière chaude s'élevant de la limite noyau-manteau dans un espace fixe provoquant une fonte de grand volume. Parce que les plaques tectoniques se déplacent à travers eux, chaque volcan devient endormi et finit par se reformer à mesure que la plaque avance sur le panache postulé. Il a été suggéré que les îles hawaïennes ont été formées de cette manière, ainsi que la plaine de la rivière Snake, la caldeira de Yellowstone étant la partie de la plaque nord-américaine actuellement au-dessus du point chaud. Cette théorie est cependant actuellement critiquée.
Caractéristiques volcaniques
La perception la plus courante d'un volcan est celle d'une montagne conique, crachant de la lave et des gaz toxiques depuis un cratère à son sommet ; cependant, cela ne décrit qu’un des nombreux types de volcans. Les caractéristiques des volcans sont beaucoup plus complexes et leur structure et leur comportement dépendent d'un certain nombre de facteurs. Certains volcans ont des sommets accidentés formés par des dômes de lave plutôt que par un cratère sommital, tandis que d'autres présentent des caractéristiques paysagères telles que des plateaux massifs. Les évents qui émettent des matériaux volcaniques (y compris de la lave et des cendres) et des gaz (principalement de la vapeur et des gaz magmatiques) peuvent se développer n'importe où sur le relief et donner naissance à des cônes plus petits tels que Puu Ōō sur un flanc du Kīlauea d'Hawaï.
D'autres types de volcans comprennent les cryovolcans (ou volcans de glace), en particulier sur certaines lunes de Jupiter, Saturne et Neptune ; et les volcans de boue, qui sont des formations souvent non associées à une activité magmatique connue. Les volcans de boue actifs ont tendance à impliquer des températures bien inférieures à celles des volcans ignés, sauf lorsque le volcan de boue est en réalité un évent d'un volcan igné.
Évents de fissures
Les évents de fissures volcaniques sont des fractures plates et linéaires à travers lesquelles la lave émerge.
Volcans boucliers
Les volcans boucliers, ainsi nommés pour leurs larges profils en forme de bouclier, sont formés par l'éruption de lave de faible viscosité qui peut s'écouler sur une grande distance depuis un évent. En général, ils n’explosent pas de manière catastrophique. Étant donné que le magma à faible viscosité est généralement pauvre en silice, les volcans boucliers sont plus courants dans les milieux océaniques que continentaux. La chaîne volcanique hawaïenne est une série de cônes boucliers, également communs en Islande.
Dômes de lave
Les dômes de lave sont construits par de lentes éruptions de lave très visqueuse. Ils se forment parfois dans le cratère d'une éruption volcanique précédente, comme dans le cas du mont Saint Helens, mais peuvent également se former indépendamment, comme dans le cas du Lassen Peak. Comme les stratovolcans, ils peuvent produire des éruptions violentes et explosives, mais leur lave ne s'écoule généralement pas loin de l'évent d'origine.
Cryptodômes
Les cryptodômes se forment lorsque de la lave visqueuse est poussée vers le haut, provoquant un gonflement de la surface. L’éruption du mont St. Helens en 1980 en est un exemple ; la lave sous la surface de la montagne a créé un renflement vers le haut qui a glissé vers le côté nord de la montagne.
Cônes volcaniques (cônes de scories)
Les cônes volcaniques ou cônes de cendres résultent d'éruptions de petits morceaux de scories et de matières pyroclastiques (les deux ressemblent à des cendres, d'où le nom de ce type de volcan) qui s'accumulent autour de l'évent. Il peut s'agir d'éruptions de relativement courte durée qui produisent une colline en forme de cône pouvant atteindre 30 à 400 mètres de haut. La plupart des cônes de cendres n'éclatent qu'une seule fois. Les cônes de cendres peuvent se former sous forme d'évents sur les flancs de volcans plus grands ou se produire seuls. Parícutin au Mexique et Sunset Crater en Arizona sont des exemples de cônes de scories. Au Nouveau-Mexique, Caja del Rio est un champ volcanique de plus de 60 cônes de scories.
Sur la base d'images satellite, il a été suggéré que des cônes de scories pourraient également apparaître sur d'autres corps terrestres du système solaire ; à la surface de Mars et de la Lune.
Stratovolcans (volcans composites)
Les stratovolcans ou volcans composites sont de hautes montagnes coniques composées de coulées de lave et d'autres éjectas en couches alternées, les strates qui donnent leur nom. Les stratovolcans sont également connus sous le nom de volcans composites car ils sont créés à partir de plusieurs structures lors de différents types d'éruptions. Les volcans strato/composites sont constitués de cendres, de cendres et de lave. Les cendres et les cendres s'empilent les unes sur les autres, la lave coule sur les cendres, où elle refroidit et durcit, puis le processus se répète. Les exemples classiques incluent le mont Fuji au Japon, le volcan Mayon aux Philippines, ainsi que le mont Vésuve et le Stromboli en Italie.
Tout au long de l’histoire, les cendres produites par les éruptions explosives des stratovolcans ont constitué le plus grand risque volcanique pour les civilisations. Non seulement les stratovolcans subissent une plus grande pression exercée par la coulée de lave sous-jacente que les volcans boucliers, mais leurs évents de fissures et leurs champs volcaniques monogénétiques (cônes volcaniques) ont des éruptions plus puissantes, car ils sont plusieurs fois en extension. Ils sont également plus raides que les volcans boucliers, avec des pentes de 30 à 35° par rapport aux pentes généralement de 5 à 10°, et leurs téphras lâches constituent un matériau pour de dangereux lahars. Les gros morceaux de téphra sont appelés bombes volcaniques. Les grosses bombes peuvent mesurer plus de 4 pieds (1,2 mètre) de diamètre et peser plusieurs tonnes.
Supervolcans
Un supervolcan possède généralement une grande caldeira et peut produire des dégâts à une échelle énorme, parfois continentale. De tels volcans sont capables de refroidir considérablement les températures mondiales pendant de nombreuses années après l'éruption en raison des énormes volumes de soufre et de cendres libérés dans l'atmosphère. Il s’agit du type de volcan le plus dangereux. Les exemples incluent : la caldeira de Yellowstone dans le parc national de Yellowstone et la caldeira de Valles au Nouveau-Mexique (tous deux à l’ouest des États-Unis) ; Lac Taupo en Nouvelle-Zélande ; Lac Toba à Sumatra, Indonésie ; et le cratère du Ngorongoro en Tanzanie. En raison de l’énorme superficie qu’ils peuvent couvrir, les supervolcans sont difficiles à identifier des siècles après une éruption. De même, les grandes provinces ignées sont également considérées comme des supervolcans en raison de la grande quantité de lave basaltique en éruption (même si la coulée de lave n'est pas explosive).
Volcans sous-marins
Les volcans sous-marins sont des caractéristiques communes du fond océanique. Dans les eaux peu profondes, les volcans actifs révèlent leur présence en projetant de la vapeur et des débris rocheux au-dessus de la surface de l'océan. Dans les profondeurs de l'océan, le poids énorme de l'eau au-dessus empêche la libération explosive de vapeur et de gaz ; cependant, ils peuvent être détectés par les hydrophones et la décoloration de l'eau due aux gaz volcaniques. La lave en oreiller est un produit éruptif courant des volcans sous-marins et se caractérise par d'épaisses séquences de masses discontinues en forme d'oreiller qui se forment sous l'eau. Même les grandes éruptions sous-marines peuvent ne pas perturber la surface de l'océan en raison de l'effet de refroidissement rapide et de la flottabilité accrue de l'eau (par rapport à l'air), qui amènent souvent les évents volcaniques à former des piliers abrupts au fond de l'océan. Les sources hydrothermales sont courantes à proximité de ces volcans et certaines abritent des écosystèmes particuliers basés sur des minéraux dissous. Au fil du temps, les formations créées par les volcans sous-marins peuvent devenir si grandes qu’elles brisent la surface de l’océan sous forme de nouvelles îles ou de radeaux flottants en pierre ponce.
Volcans sous-glaciaires
Des volcans sous-glaciaires se développent sous les calottes glaciaires. Ils sont constitués de laves plates qui coulent au sommet de vastes laves en coussins et de palagonite. Lorsque la calotte glaciaire fond, la lave au sommet s’effondre, laissant une montagne au sommet plat. Ces volcans sont également appelés montagnes de table, tuyas ou (rarement) mobergs. De très bons exemples de ce type de volcan peuvent être vus en Islande, mais il existe également des tuyas en Colombie-Britannique. L'origine du terme vient de Tuya Butte, qui est l'un des nombreux tuyas de la région de la rivière Tuya et de la chaîne Tuya, dans le nord de la Colombie-Britannique. Tuya Butte a été le premier relief de ce type analysé et son nom est donc entré dans la littérature géologique pour ce type de formation volcanique. Le parc provincial Tuya Mountains a été récemment créé pour protéger ce paysage inhabituel, qui s'étend au nord du lac Tuya et au sud de la rivière Jennings, près de la frontière avec le territoire du Yukon.
Volcans de boue
Les volcans de boue ou dômes de boue sont des formations créées par des liquides et des gaz géo-excrétés, bien que plusieurs processus puissent provoquer une telle activité. Les plus grandes structures mesurent 10 kilomètres de diamètre et atteignent 700 mètres de hauteur.
Matériau en éruption
Composition de lave
Une autre façon de classer les volcans est la composition des matériaux en éruption (lave), car cela affecte la forme du volcan. La lave peut être globalement classée en 4 compositions différentes (Cas & Wright, 1987) :
*Si le magma en éruption contient un pourcentage élevé (>63 %) de silice, la lave est appelée felsique.
**Les laves felsiques (dacites ou rhyolites) ont tendance à être très visqueuses (peu fluides) et éclatent sous forme de dômes ou de coulées courtes et trapues. Les laves visqueuses ont tendance à former des stratovolcans ou des dômes de lave. Lassen Peak en Californie est un exemple de volcan formé à partir de lave felsique et est en fait un grand dôme de lave.
** Parce que les magmas siliceux sont si visqueux, ils ont tendance à piéger les substances volatiles (gaz) présentes, ce qui provoque une éruption catastrophique du magma, formant finalement des stratovolcans. Les coulées pyroclastiques (ignimbrites) sont des produits très dangereux de ces volcans, car elles sont composées de cendres volcaniques en fusion trop lourdes pour monter dans l'atmosphère, elles épousent donc les pentes du volcan et s'éloignent de leurs évents lors de grandes éruptions. On sait que des températures pouvant atteindre 1 200 °C se produisent dans les coulées pyroclastiques, qui incinèrent tout ce qui est inflammable sur leur passage et d'épaisses couches de dépôts de coulées pyroclastiques chaudes peuvent se déposer, souvent jusqu'à plusieurs mètres d'épaisseur. La vallée des dix mille fumées de l'Alaska, formée par l'éruption du Novarupta près de Katmai en 1912, est un exemple d'épaisse coulée pyroclastique ou de dépôt d'ignimbrite. Les cendres volcaniques suffisamment légères pour éclater dans les hauteurs de l'atmosphère terrestre peuvent parcourir plusieurs kilomètres avant de retomber au sol sous forme de tuf.
*Si le magma en éruption contient 52 à 63 % de silice, la lave est de composition intermédiaire.
**Ces volcans « andésitiques » ne se produisent généralement qu'au-dessus des zones de subduction (par exemple le mont Merapi en Indonésie).
**La lave andésitique se forme généralement aux limites convergentes des plaques tectoniques, par plusieurs processus :
***Fusion par hydratation de la péridotite et cristallisation fractionnée
***Fusion d'une dalle subductée contenant des sédiments
***Magma se mélangeant entre des magmas rhyolitiques felsiques et des magmas basaltiques mafiques dans un réservoir intermédiaire avant la mise en place ou la coulée de lave.
*Si le magma en éruption contient 45 % de silice, la lave est dite mafique (car elle contient des pourcentages plus élevés de magnésium (Mg) et de fer (Fe)) ou basaltique. Ces laves sont généralement beaucoup moins visqueuses que les laves rhyolitiques, en fonction de leur température d'éruption ; elles ont également tendance à être plus chaudes que les laves felsiques. Les laves mafiques se produisent dans un large éventail de contextes :
**Au niveau des dorsales médio-océaniques, là où deux plaques océaniques se séparent, de la lave basaltique éclate sous forme de coussins pour combler le vide ;
** Volcans boucliers (par exemple les îles hawaïennes, dont Mauna Loa et Kilauea), sur la croûte océanique et continentale ;
**Comme les basaltes des crues continentales.
*Certains magmas en éruption contiennent environ 500 millions de personnes vivant à proximité de volcans actifs.
L’heure historique (ou historique enregistré) est une autre période d’activité. Le Catalogue des Volcans Actifs du Monde, publié par l'Association Internationale de Volcanologie, utilise cette définition, selon laquelle il existe plus de 500 volcans actifs. Cependant, la durée de l’histoire enregistrée diffère d’une région à l’autre. En Chine et en Méditerranée, elle remonte à près de 3 000 ans, mais dans le nord-ouest du Pacifique des États-Unis et du Canada, elle remonte à moins de 300 ans, et à Hawaï et en Nouvelle-Zélande, seulement environ 200 ans.
Depuis 2013, les volcans suivants sont considérés comme les volcans les plus actifs de la Terre :
* Le Kīlauea, le célèbre volcan hawaïen, est en éruption continue et effusive depuis 1983 et possède le lac de lave observé le plus longtemps.
* L'Etna et le Stromboli tout proche, deux volcans méditerranéens en "éruption presque continue" depuis l'Antiquité.
* Le mont Yasur, au Vanuatu, est en éruption « presque continuellement » depuis plus de 800 ans.
Les phases éruptives volcaniques les plus longues actuellement en cours (mais pas nécessairement continues) sont :
* Mont Yasur, 111 ans
* Mont Etna, 109 ans
*Stromboli, 108 ans
* Santa María, 101 ans
* Sangay, 94 ans
D'autres volcans très actifs comprennent :
* Le mont Nyiragongo et son voisin Nyamuragira sont les volcans les plus actifs d'Afrique.
* Le Piton de la Fournaise, à la Réunion, entre en éruption assez fréquemment pour devenir une attraction touristique.
* Erta Ale, dans le Triangle Afar, entretient un lac de lave depuis au moins 1906.
* Le mont Erebus, en Antarctique, entretient un lac de lave depuis au moins 1972.
* Mont Merapi
* Whakaari / White Island, est en état de fumage continu depuis sa découverte en 1769.
* Tous les Doinyo Lengai
* Ambryme
* Volcan de sable
*Patsaya
* Klioutchevskaïa Sopka
* Chevelich
Éteint
 
Les volcans éteints sont ceux pour lesquels les scientifiques considèrent qu'il est peu probable qu'ils entrent à nouveau en éruption, car ils ne disposent plus d'approvisionnement en magma. Des exemples de volcans éteints sont de nombreux volcans de la chaîne de monts sous-marins Hawaï-Empereur dans l'océan Pacifique, Hohentwiel, Shiprock et le volcan Zuidwal aux Pays-Bas. Le château d’Édimbourg, en Écosse, est situé au sommet d’un volcan éteint. Autrement, il est souvent difficile de déterminer si un volcan est véritablement éteint. Étant donné que les caldeiras de « supervolcans » peuvent avoir une durée de vie éruptive parfois mesurée en millions d'années, une caldeira qui n'a pas produit d'éruption depuis des dizaines de milliers d'années est susceptible d'être considérée comme dormante au lieu d'être éteinte. Certains volcanologues qualifient les volcans éteints d'inactifs, bien que le terme soit désormais plus couramment utilisé pour désigner les volcans endormis que l'on croyait autrefois éteints.
Dormant
Il est difficile de distinguer un volcan éteint d’un volcan endormi (inactif). Les volcans sont souvent considérés comme éteints s’il n’existe aucune trace écrite de leur activité. Néanmoins, les volcans peuvent rester en sommeil pendant une longue période. Par exemple, Yellowstone a une période de repos/recharge d'environ 700 000 ans et Toba d'environ 380 000 ans. Le Vésuve a été décrit par les écrivains romains comme ayant été couvert de jardins et de vignobles avant son éruption en 79 après JC, qui a détruit les villes d'Herculanum et de Pompéi. Avant son éruption catastrophique de 1991, le Pinatubo était un volcan discret, inconnu de la plupart des habitants des environs. Deux autres exemples sont le volcan de Soufrière Hills, longtemps endormi, sur l'île de Montserrat, que l'on croyait éteint avant la reprise de l'activité en 1995, et le mont Fourpeaked en Alaska, qui, avant son éruption de septembre 2006, n'était plus entré en éruption depuis 8 000 avant JC et était depuis longtemps en éruption. on pensait qu'il était éteint.
Classification technique des volcans
Niveau d'alerte volcanique
Les trois classifications populaires courantes des volcans peuvent être subjectives et certains volcans que l'on croyait éteints sont de nouveau entrés en éruption. Pour empêcher les gens de croire à tort qu’ils ne courent aucun risque lorsqu’ils vivent sur ou à proximité d’un volcan, les pays ont adopté de nouvelles classifications pour décrire les différents niveaux et étapes de l’activité volcanique. Certains systèmes d'alerte utilisent des nombres ou des couleurs différents pour désigner les différentes étapes. D'autres systèmes utilisent des couleurs et des mots. Certains systèmes utilisent une combinaison des deux.
Systèmes d'alerte volcanique des États-Unis
L'United States Geological Survey (USGS) a adopté un système commun à l'échelle nationale pour caractériser le niveau d'agitation et d'activité éruptive des volcans. Le nouveau système de niveau d'alerte volcanique classe désormais les volcans comme étant en phase normale, d'avis, de surveillance ou d'avertissement. De plus, des couleurs sont utilisées pour indiquer la quantité de cendres produites. Les détails du système américain peuvent être trouvés sur les programmes d'avertissement des volcans des États-Unis.
Volcans de la décennie
Les volcans de la Décennie sont 17 volcans identifiés par l'Association internationale de volcanologie et de chimie de l'intérieur de la Terre (IAVCEI) comme méritant une étude particulière à la lumière de leur histoire d'éruptions importantes et destructrices et de leur proximité avec des zones peuplées. Ils sont appelés Décennie Volcans parce que le projet a été lancé dans le cadre de la Décennie internationale pour la réduction des catastrophes naturelles parrainée par les Nations Unies. Les 17 volcans actuels de la Décennie sont
Effets des volcans
Il existe de nombreux types d'éruptions volcaniques et d'activités associées : éruptions phréatiques (éruptions générées par de la vapeur), éruption explosive de lave à haute teneur en silice (par exemple, rhyolite), éruption effusive de lave à faible teneur en silice (par exemple, basalte), coulées pyroclastiques, lahars (flux de débris) et émissions de dioxyde de carbone. Toutes ces activités peuvent présenter un danger pour les humains. Des tremblements de terre, des sources chaudes, des fumerolles, des marmites de boue et des geysers accompagnent souvent l'activité volcanique.
Gaz volcaniques
Les concentrations des différents gaz volcaniques peuvent varier considérablement d'un volcan à l'autre. La vapeur d'eau est généralement le gaz volcanique le plus abondant, suivie du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufre. Les autres principaux gaz volcaniques comprennent le sulfure d'hydrogène, le chlorure d'hydrogène et le fluorure d'hydrogène. Un grand nombre de gaz mineurs et traces se trouvent également dans les émissions volcaniques, par exemple l'hydrogène, le monoxyde de carbone, les halocarbures, les composés organiques et les chlorures métalliques volatils.
De grandes éruptions volcaniques explosives injectent de la vapeur d'eau (H2O), du dioxyde de carbone (CO2), du dioxyde de soufre (SO2), du chlorure d'hydrogène (HCl), du fluorure d'hydrogène (HF) et des cendres (roche pulvérisée et pierre ponce) dans la stratosphère à des hauteurs de 16. –32 kilomètres (10 à 20 mi) au-dessus de la surface de la Terre. Les impacts les plus importants de ces injections proviennent de la conversion du dioxyde de soufre en acide sulfurique (H2SO4), qui se condense rapidement dans la stratosphère pour former de fins aérosols de sulfate. Il convient de mentionner que les seules émissions de SO2 de deux éruptions différentes suffisent pour comparer leur impact climatique potentiel. Les aérosols augmentent l'albédo de la Terre (la réflexion du rayonnement du Soleil vers l'espace) et refroidissent ainsi la basse atmosphère ou la troposphère de la Terre ; cependant, ils absorbent également la chaleur rayonnée par la Terre, réchauffant ainsi la stratosphère. Plusieurs éruptions au cours du siècle dernier ont provoqué une baisse de la température moyenne à la surface de la Terre allant jusqu'à un demi-degré (échelle Fahrenheit) pendant des périodes d'un à trois ans – le dioxyde de soufre provenant de l'éruption de Huaynaputina a probablement causé la famine russe de 1601. –1603.
Des conséquences importantes
Un hiver volcanique proposé s'est produit c. Il y a 70 000 ans suite à la superéruption du lac Toba sur l'île de Sumatra en Indonésie. Selon la théorie de la catastrophe de Toba à laquelle souscrivent certains anthropologues et archéologues, elle a eu des conséquences mondiales, tuant la plupart des humains alors en vie et créant un goulot d'étranglement démographique qui a affecté l'héritage génétique de tous les humains d'aujourd'hui. L'éruption du mont Tambora en 1815 a créé des anomalies climatiques mondiales qui sont devenues connues sous le nom d'« année sans été » en raison de leurs effets sur les conditions météorologiques en Amérique du Nord et en Europe. Les récoltes agricoles ont échoué et le bétail est mort dans une grande partie de l'hémisphère nord, entraînant l'une des pires famines du XIXe siècle. L’hiver glacial de 1740-1741, qui provoqua une famine généralisée dans le nord de l’Europe, doit également son origine à une éruption volcanique.
Il a été suggéré que l'activité volcanique a causé ou contribué aux extinctions massives de la fin de l'Ordovicien, du Permien-Trias, du Dévonien supérieur et peut-être d'autres. L'éruption massive qui a formé les pièges sibériens, l'un des plus grands événements volcaniques connus des 500 millions d'années de l'histoire géologique de la Terre, s'est poursuivie pendant un million d'années et est considérée comme la cause probable de la "Grande Mort" d'environ 250 millions d'années. il y a quelques années, ce qui aurait tué 90 % des espèces existantes à l'époque.
Pluie acide
Les aérosols sulfatés favorisent également des réactions chimiques complexes à leur surface qui modifient les espèces chimiques de chlore et d'azote dans la stratosphère. Cet effet, associé à l'augmentation des niveaux de chlore stratosphérique dû à la pollution aux chlorofluorocarbones, génère du monoxyde de chlore (ClO), qui détruit l'ozone (O3). À mesure que les aérosols se développent et se coagulent, ils se déposent dans la haute troposphère où ils servent de noyaux aux cirrus et modifient davantage le bilan radiatif de la Terre. La plupart du chlorure d’hydrogène (HCl) et du fluorure d’hydrogène (HF) sont dissous dans les gouttelettes d’eau du nuage d’éruption et tombent rapidement au sol sous forme de pluies acides. Les cendres injectées tombent également rapidement de la stratosphère ; la majeure partie est éliminée en quelques jours à quelques semaines. Enfin, les éruptions volcaniques explosives libèrent du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, et constituent ainsi une source profonde de carbone pour les cycles biogéochimiques.
Les émissions de gaz des volcans contribuent naturellement aux pluies acides. L'activité volcanique libère environ 130 à 230 téragrammes (145 à 255 millions de tonnes courtes) de dioxyde de carbone chaque année. Les éruptions volcaniques peuvent injecter des aérosols dans l'atmosphère terrestre. Des injections importantes peuvent provoquer des effets visuels tels que des couchers de soleil inhabituellement colorés et affecter le climat mondial principalement en le refroidissant. Les éruptions volcaniques offrent également l’avantage d’ajouter des éléments nutritifs au sol grâce au processus d’altération des roches volcaniques. Ces sols fertiles favorisent la croissance des plantes et de diverses cultures. Les éruptions volcaniques peuvent également créer de nouvelles îles, à mesure que le magma se refroidit et se solidifie au contact de l'eau.
Dangers
Les cendres projetées dans l'air par les éruptions peuvent présenter un danger pour les avions, en particulier les avions à réaction où les particules peuvent fondre en raison de la température de fonctionnement élevée ; les particules fondues adhèrent alors aux aubes de la turbine et modifient leur forme, perturbant le fonctionnement de la turbine. Des rencontres dangereuses en 1982 après l'éruption du Galunggung en Indonésie et en 1989 après l'éruption du Mont Redoute en Alaska ont fait prendre conscience de ce phénomène. Neuf centres d'avis sur les cendres volcaniques ont été créés par l'Organisation de l'aviation civile internationale pour surveiller les nuages ​​de cendres et conseiller les pilotes en conséquence. Les éruptions de l'Eyjafjallajökull en 2010 ont provoqué d'importantes perturbations dans le transport aérien en Europe.
Volcans sur d'autres corps célestes
La Lune terrestre n'a pas de grands volcans ni d'activité volcanique actuelle, bien que des preuves récentes suggèrent qu'elle pourrait encore posséder un noyau partiellement fondu. Cependant, la Lune présente de nombreuses caractéristiques volcaniques telles que les maria (les taches les plus sombres visibles sur la Lune), les rainures et les dômes.
La planète Vénus a une surface composée à 90 % de basalte, ce qui indique que le volcanisme a joué un rôle majeur dans le façonnement de sa surface. La planète a peut-être connu un événement majeur de resurfaçage il y a environ 500 millions d'années, d'après ce que les scientifiques peuvent déduire de la densité des cratères d'impact à la surface. Les coulées de lave sont répandues et des formes de volcanisme absentes sur Terre se produisent également. Les changements dans l'atmosphère de la planète et les observations d'éclairs ont été attribués aux éruptions volcaniques en cours, bien qu'il n'y ait aucune confirmation si Vénus est toujours volcaniquement active ou non. Cependant, le sondage radar de la sonde Magellan a révélé des preuves d'une activité volcanique relativement récente au plus haut volcan de Vénus, Maat Mons, sous la forme de coulées de cendres près du sommet et sur le flanc nord.
Il existe plusieurs volcans éteints sur Mars, dont quatre sont de vastes volcans boucliers bien plus grands que n'importe quel volcan sur Terre. Ils comprennent Arsia Mons, Ascraeus Mons, Hecates Tholus, Olympus Mons et Pavonis Mons. Ces volcans sont éteints depuis des millions d'années, mais la sonde spatiale européenne Mars Express a trouvé des preuves qu'une activité volcanique aurait pu également s'être produite sur Mars dans un passé récent.
La lune de Jupiter, Io, est l'objet le plus volcaniquement actif du système solaire en raison de l'interaction des marées avec Jupiter. Il est couvert de volcans qui émettent du soufre, du dioxyde de soufre et des roches silicatées, et par conséquent, Io refait constamment surface. Ses laves sont les plus chaudes connues du système solaire, avec des températures dépassant 1 800 K (1 500 °C). En février 2001, les plus grandes éruptions volcaniques enregistrées dans le système solaire se sont produites sur Io. Europe, la plus petite des lunes galiléennes de Jupiter, semble également avoir un système volcanique actif, sauf que son activité volcanique est entièrement sous forme d'eau, qui se transforme en glace sur la surface glaciale. Ce processus est connu sous le nom de cryovolcanisme et est apparemment plus courant sur les lunes des planètes extérieures du système solaire.
En 1989, la sonde Voyager 2 a observé des cryovolcans (volcans de glace) sur Triton, une lune de Neptune, et en 2005, la sonde Cassini-Huygens a photographié des fontaines de particules gelées en éruption d'Encelade, une lune de Saturne. Les éjectas peuvent être composés d’eau, d’azote liquide, de poussière ou de composés méthaniques. Cassini-Huygens a également trouvé des preuves d'un cryovolcan cracheur de méthane sur la lune saturnienne Titan, qui serait une source importante de méthane trouvé dans son atmosphère. Il est théorisé que le cryovolcanisme pourrait également être présent sur le Quaoar d'objets de la ceinture de Kuiper.
Une étude réalisée en 2010 sur l'exoplanète COROT-7b, qui a été détectée par transit en 2009, a étudié que le réchauffement des marées de l'étoile hôte très proche de la planète et des planètes voisines pourrait générer une activité volcanique intense similaire à celle d'Io.
Croyances traditionnelles sur les volcans
De nombreux récits anciens attribuent les éruptions volcaniques à des causes surnaturelles, telles que les actions de dieux ou de demi-dieux. Pour les anciens Grecs, la puissance capricieuse des volcans ne pouvait être expliquée que comme des actes des dieux, tandis que l'astronome allemand des XVIe et XVIIe siècles Johannes Kepler pensait qu'ils étaient des conduits pour les larmes de la Terre. Une des premières idées allant à l'encontre de cette idée a été proposée par le jésuite Athanasius Kircher (1602-1680), qui a été témoin des éruptions de l'Etna et du Stromboli, puis a visité le cratère du Vésuve et a publié sa vision d'une Terre avec un feu central relié à de nombreux autres causés par la combustion du soufre, du bitume et du charbon.
Diverses explications ont été proposées pour le comportement des volcans avant que la compréhension moderne de la structure du manteau terrestre en tant que matériau semi-solide ne soit développée. Pendant des décennies, après avoir pris conscience que la compression et les matières radioactives pouvaient être des sources de chaleur, leurs contributions ont été particulièrement ignorées. L'action volcanique était souvent attribuée à des réactions chimiques et à une fine couche de roche en fusion près de la surface.