VOLCAN

GEOLOGIE

La hauteur d'un volcan est variable, depuis quelques centaines de pieds jusqu'à plus d'une lieue.

En général, on peut distinguer, dans un volcan, les trois

Fig. 38. — Coupe d'un volcan.

parties suivantes : 1°, le ** cratère ", qui est l'excavation même du sommet. Cette excavation est de dimensions très variables. Le cratère du Vésuve, lors de l'éruption de 1822, avait environ un mille de diamètre. Le plus grand cratère qui existe est celui du volcan Kilauea, dans Tarchipel des Sandwich, qui est large de trois milles. 2°, Le " cône ", amas des matières rejetées par le volcan et qui s'accumulent autour de son orifice. On distingue : les cônes de débris (Fig. 38), comme celui du Vésuve, formés des cendres ou des scories rejetées par le volcan, et dont la pente est plus raide; et les cônes de laves, qui résultent de la coulée des laves, et dont la pente est douce : le cône de TEtna est de ce genre, et est entouré de 700 petits cônes secondaires

Fig. 38. — C, cône. — Cr, cratère. — CI, culot de laves solidifiées. — H, cheminée. — La cheminée traverse Técorce terrestre et atteint le noyau central en fusion.

(cônes adventifs). Il y a de ces cônes secondaires qui sont très élevés, par exemple celui du Cotopaxi, de l'Equateur, haut de 6000 pieds (l'élévation totale du volcan étant de 18,000 pieds). 3°, La ''cheminée", simple ou ramifiée. C'est le canal, de forme plus ou moins régulière, qui donne passage aux matières qui sortent du volcan et forment le cône.

Les produits rejetés par les volcans sont gazeux, liquides et solides. — 1 °, Les produits "gazeux", nommés fumerolles, forment des nuages renfermant des acides sulfureux, chlorydrique, carbonique, etc., et surtout de la vapeur d'eau. Souvent, cette vapeur d'eau se condense en pluie qui, en se mêlant aux cendres volcaniques, forme en les délayant une pierre poreuse (tuf volcanique). — 2°, Les matières ''liquides", ou laves, sont diverses matières minérales en fusion (dont la température dépasse 1000°C.), et qui se solidifient sur le sol. Les laves sont ou pâteuses, à cause des gaz qu'elles contiennent et qui les rendent poreuses après le refroidissement, ou fluides comme du verre fondu. La quantité de laves émises pendant une éruption peut être très considérable ; ainsi, on évalue à plus de 15 millions de mètres cubes la coulée de lave émise par le Vésuve en 1794. Il y a des cônes volcaniques qui rejettent, au lieu de laves, des torrents de boue, soit de façon intermittente, comme les volcans de Java, soit de façon constante, comme ceux des bords de la mer Caspienne. Cette boue cimente ensemble les cendres, les scories, les pierres ponces arrachées aux flancs du cône ; et lorsque l'eau qu'elle contient s'est évaporée, le reste forme une roche durcie qui est du tuf. Herculanum et Pompéi, situés dans le voisinage du Vésuve, furent ensevelis sous un tuf de cette sorte en l'année 79. — 3°, Quant aux matières " solides " que projettent les volcans, ce sont d'abord des masses de laves que les explosions lancent en l'air, qui s'y refroidissent assez pour se solidifier à leur surface et retombent dans le voisinage : on nomme bombes les plus gros de ces fragments, et lapilli ceux de grosseur moyenne. La lave est aussi projetée dans l'air en gouttelettes, qui se solidifient à l'instant et constituent ce

qu'on nomme les cendres. Ces cendres peuvent être transportées par le vent à de grandes distances. On cite, notamment, le fait des cendres du Vésuve qui, en 472, tombèrent à Constantinople ; celles de l'Hécla (Islande) qui, en 1875, tombèrent à Stockholm (Suède) ; enfin, celles du Krakatoa, des îles de la Sonde, qui, en 1883, firent tout le tour de la Terre. — Généralement, la vapeur d'eau, les gaz et les scories sont projetés du cratère même ; la lave s'échappe le plus souvent par des crevasses latérales, qui se forment dans les parois du cône sous la pression des matières en fusion qui s'élèvent dans la cheminée. — En certaines régions volcaniques dites ''solfatares" (soufrières), les fumerolles déposent du soufre cristallisé autour de la crevasse d'où elles sortent. Telle est l'origine des mines de soufre de la Sicile, où il s'en est tellement accumulé durant des siècles, que l'on peut aujourd'hui en retirer 300,000 tonnes par année.

RÉGIME d'un volcan. — Certains volcans sont toujours en activité. Le Stromboli, des îles Lirip,a en offre un exemple : toutes les deux minutes, dans le cratère de ce volcan, la lave s'élève de 15 à 18 pieds, projette une pluie de cendres, et retombe. Mais, ordinairement, les volcans sont intermittents, c'est-à-dire passent par des périodes alternatives de repos et d'activité. Le volcan est dit ''éteint", quand depuis longtemps il n'émet plus de laves, lors même qu'il rejetterait encore des gaz et de la vapeur d'eau.

Dans les phases de repos, le cratère du volcan est vide. Il arrive même que le fond du cratère, où aboutit la cheminée, soit comme fermé par une sorte de bouchon, nommé culot (Fig. 38), formé de matières solidifiées, et qui ne laisse passer que des vapeurs légères.

On nomme éruptions les phases d'activité d'un volcan. — Ces phénomènes sont précédés de signes avant-coureurs. Il se produit des explosions qui paraissent venir du cratère, accompagnées de bruits souterrains. Tout le pays d'alentour éprouve des trépidations. Observons ici que si le pays volcanique subit souvent des tremblements de terre, le volcan lui-même n'en est pas la cause ; tout au plus peut-

on dire que les séismes et les éruptions se produisent fréquemment dans des localités voisines, parce que les deux sortes d'événements ne peuvent avoir lieu qu'aux endroits où l'écorce terrestre est plus faible et plus exposée aux cassures, dans les mêmes régions, par conséquent. Quoi' qu'il en soit, il faut ajouter aux signes avant-coureurs déjà énumérés : le tarissement des puits, et l'inquiétude que manifestent les animaux. En même temps, s'élève du cratère une colonne plus noire et plus épaisse, composée de gaz, de vapeur d'eau et de cendres, qui forme panache dans les airs. Puis des explosions plus fortes se produisent : c'est le culot qui saute, sous la pression des gaz sous-jacents ; c'est même parfois, comme cela arriva au Vésuve, en 79, tout le sommet de la montagne qui s'arrache, est projeté en l'air et tombe en débris. Délivrée de tout obstacle, la colonne de fumée monte plus haut dans les airs, et poussée avec une telle puissance que le vent le plus fort ne la fait pas fléchir. La hauteur de cette colonne peut être très considérable : celle du Vésuve s'est élevée jusqu'à plus de 9000 pieds ; celle du Cotopaxi, dans les Andes, atteignit, en 1877, jusqu'à une trentaine de mille pieds. Durant la nuit, à cause des reflets de la lave incandescente du cratère, on dirait d'une colonne de feu. Il éclate parfois des orages dans le panache, et les éclairs le sillonnent.

La lave s'échappe du cratère, le plus souvent des crevasses qui s'ouvrent sur les flancs du cône, et s'avance vers les vallées avec une vitesse proportionnelle aux pentes sur lesquelles elle coule. Au Vésuve, en 1776, une coulée de lave s'avançait d'environ 7 pieds par seconde, tandis que, au même volcan, en 1822, une coulée ne parcourait qu'environ 5 pieds à l'heure.

Il arrive un moment, après une période violente plus ou moins prolongée, où l'activité du volcan diminue : peu à peu, la lave cesse de couler, les explosions s'espacent et cessent tout à fait, la colonne de fumée n'est plus qu'une vapeur légère. Le volcan entre alors dans la phase du repos, qui durera plus ou moins longtemps. Il n'est pas possible de prévoir combien peuvent durer ces repos d'un vol-

can. Tout ce que Ton sait, d'après Texpérience du passé, c'est qu'une éruption paraît être d'autant plus violente que le volcan a été plus longtemps en repos. Par exemple, lors de la terrible éruption de 79, on ne se rappelait pas que le Vésuve eût jamais été en activité ; de même, la montagne Pelée, à la Martinique, n'avait jamais eu d'éruption connue, à part une légère activité vers 1850, lorsqu'en 1902 ce volcan se réveilla soudain et détruisit en quelques minutes la ville de Saint-Pierre, capitale de l'île.

Pour ce qui est du nô'mbre des volcans, on en compte, sur toute l'étendue du globe, environ 325 qui ont eu des éruptions dans les trois derniers siècles, et environ 400 qui n'en ont pas eu dans les temps historiques.

Il importe de mentionner les volcans sous-marins qui ont quelquefois existé. Les cônes qui résultent des matières qu'ils rejettent peuvent s'élever assez pour devenir des îles. Le cas de l'île Julia, située à une certaine distance au sud de la Sicile, est l'un des plus remarquables. Cette île s'éleva, en juillet 1831, du sein de la mer jusqu'à une hauteur d'une soixantaine de mètres, après divers phénomènes volcaniques, et atteignit une circonférence d'une lieue environ. Cette île disparut au bout de six mois.

Si l'on étudie la répartition géographique des volcans, on constate d'abord, au moins pour ceux qui sont actifs, qu'ils sont situés sur des îles, ou le long de la mer ; et ensuite que l'océan Pacifique en est entouré comme d'une chaîne continue. Du reste, à peu près tous les volcans sont distribués le long des grandes dépressions où sont contenus l'océan Atlantique, l'océan Pacifique, l'océan Indien, et la Méditerranée.

La mémoire des hommes ne saurait oublier jamais les GRANDES CATASTROPHES dout Ics éruptiotis volcaniqucs ont été plusieurs fois la cause. Enumérons ici les plus remarquables de ces événements. — Eruption de VEina (Sicile), en 1669. Après avoir comblé une vallée, la coulée de lave s'avança vers Catane, sur une largeur d'une demi-lieue et une hauteur de plus de 30 pieds, renversa un pan de muraille de la ville et y brûla plusieurs centaines d'édifices.

Cette éruption laissa sur la contrée une couche de lave, épaisse parfois de près de 100 pieds, et sur une étendue de 5 à 6 lieues carrées. — Eruption du Scapta-Jockue (Islande), en 1783. En cette éruption, les laves couvrirent une étendue estimée à 80 lieues carrées. Le fleuve de feu se rendit jusqu'à une distance de 18 lieues, sur une largeur de 4 à 5 lieues, et une épaisseur d'une centaine de pieds. — Eruption du JoruUo {Mexique), au milieu du 18e siècle. Dans une plaine cultivée, le terrain se souleva peu à peu, sur une étendue de plus d'une demi-lieue, jusqu'à près de 500 pieds de hauteur, et plusieurs cônes volcaniques en sortirent, dont l'un, le volcan de JoruUo, est élevé de près de 1500 pieds. — Eruption du Vésuve, en 79, dont nous avons parlé plus haut. — Eruption de la montagne Pelée {Martinique), en 1902. C'est l'une des catastrophes les plus terribles causées par les phénomènes naturels. La ville de Saint- Pierre et ses 40,000 habitants, ainsi que 17 navires ancrés dans la rade, furent brûlés en moins d'un quart d'heure par un ouragan de gaz, dont on estime la température à 400 °C., sortis du volcan. Ces gaz lourds et noirs, que l'on a nommés " nuées ardentes ", étaient surtout composés de vapeur d'eau et de cendres incandescentes.

Théorie des éruptions volcaniques. — Il est tout naturel que l'on cherche à connaître quelle peut être la cause des phénomènes si remarquables de l'activité volcanique. Aussi, d'après la nature de ces phénomènes, on en propose diverses explications. Ces explications, qui forment la théorie des volcans, ne sont, à vrai dire, que des hypothèses : car la science ne dispose pas encore de moyens qui permettent de se rendre compte avec certitude de ce qui se passe dans les profondeurs du globe terrestre. Du reste, il est raisonnable de regarder comme sérieuses et dignes de fixer l'attention celles de ces hypothèses qui sont d'accord avec les faits constatés et qui en fournissent une explication vraisemblable. La théorie des volcans que nous exposerons caprès réalise ces conditions et a pour elle l'adhésion du grand nombre des géologues. — Et voici, d'abord, des faits que leur évidence fait admettre de tous. 1°, Les volcans

GEOLOGIE

sont toujours situés en des endroits où la croûte terrestre a été plus ou moins bouleversée par des plissements, des cassures, qui ont dû produire des fentes de profondeur plus ou moins grande et pouvant atteindre, par des voies plus ou

Nojj

Fig. 39. — Où se trouvent les volcans terrestres (DC) et les volcans sous-marins (AB).

moins irrégulières, les couches intérieures et en fusion du globe terrestre. 2°, C'est toujours sur la pente la plus inclinée, le flanc le plus raide (Fig. 39, AC) des montagnes qu'existent les volcans. En ces endroits aussi sont les points de la courbure la plus grande, et par suite des crevasses plus nombreuses : là s'exerce donc surtout l'effort de la masse liquide centrale, et là se trouvent des fissures par où elle peut s'échapper plus facilement, sous Teffet de la pression intérieure. 3°, La plupart des volcans se rencontrent dans le voisinage des océans ; il y a même une proportion directe entre leur nombre et leur activité, d'une part, et, d'autre part, Timportance de la mer voisine. Aussi, dans toutes les théories explicatives des volcans, la vapeur d'eau joue un rôle considérable.

L'eau qui existerait dans les couches intérieures proviendrait soit du fait que les terrains sont restés plus ou moins

** hydratés " depuis leur formation au fond des mers dans les époques géologiques ; soit des infiltrations continuelles à travers les terrains ; soit surtout des fissures qui les ont fait pénétrer plus ou moins profondément. — Pour ce qui est de l'explication même des phénomènes des éruptions volcaniques, les partisans du noyau central solide du globe l'exposent de la façon que voici. Les eaux intérieures, surchauffées par la chaleur progressive des couches profondes, finissent par passer à l'état de vapeur et développer une tension assez forte pour produire des cassures dans la croûte de la surface, et y faire monter, avec plus ou moins de violence, les matières de l'intérieur que la diminution subite de la pression, causée par le poids des couches supérieures, a fait passer à l'état liquide ou du moins pâteux. De leur côté, ceux qui croient au noyau central liquide, et c'est la généralité des géologues, donnent, des éruptions volcaniques, l'explication suivante, qui est beaucoup plus vraisemblable et mérite davantage de fixer l'attention. D'après eux, un volcan n'est que l'ouverture, à la surface de la terre, d'une crevasse communiquant par des conduits plus ou moins réguliers avec la masse centrale en fusion, et par laquelle les matières incandescentes, gazeuses, liquides ou solides, montent et s'épanchent au dehors. Mais il faut expliquer par quelle force puissante les laves peuvent ainsi s'élever à travers les couches terrestres, qui sont en certains endroits très compactes. Il y a plus d'une manière de rendre compte de cette ascension. Par exemple, les matières incandescentes peuvent se trouver prises dans un plissement de la croûte terrestre, et, serrées dans ce pli qui détermine des cassures, s'échapper dans les crevasses qui se produisent. ''Si elles ne rencontrent pas d'eau" en chemin, ces matières fondues arriveront doucement à l'orifice extérieur des crevasses et s'y épandront tranquillement. Des phénomènes de cette sorte se sont produits antérieurement, puisqu'on trouve, notamment en certaines régions de la France, des amas de laves solidifiées, sans aucune indication de cratères par où se seraient faits ces épanchements anciens de lave. Mais, d'autre part, ''si les

matières en fusion ont rencontré de l'eau", soit imprégnant les couches traversées, soit surtout dans des cavités où l'infiltration l'aurait amassée : cette eau, au contact des substances incandescentes, passe subitement à l'état de vapeur et exerce, dans ces cavités et sur la surface des laves, une pression formidable qui les fait monter jusqu'au cratère avec tous les gaz provenant de l'eau de mer et qui s'y sont dissous. La pression diminuant à mesure que montent les laves, il arrive un moment où les gaz emprisonnés dans la lave se dégagent violemment, avec explosions, et projettent, en dehors de la crevasse et du cratère, toutes les matières liquides ou solides avec lesquelles ils sont en contact. C'est alors une éruption violente qui se produit, et qui cesse dès que s'est dégagée en dehors la vapeur d'eau qui en a été la cause, pour recommencer lorsque l'eau se sera ramassée de nouveau dans les cavités où les matières en fusion viendront, de nouveau, la transformer en vapeur et de nouveau provoquer la même série de faits. Il importe de remarquer qu'il y a, dans les phénomènes volcaniques, peu de détails que l'on ne puisse expliquer par cette hypothèse que nous venons d'exposer.

Phénomènes volcaniques accessoires. — Pour compléter le sujet des manifestations volcaniques, il faut signaler aussi quelques phénomènes que l'on peut considérer comme marquant la dernière phase des volcans qui s'éteignent. Les principaux de ces phénomènes sont : les filons métallifères et les solfatares, dont nous avons déjà parlé, les sources thermales et les geysers, sur lesquels nous dirons quelques mots.

"Sources thermales". Les sources thermales (dites aussi chaudes ou minérales) sont, pour la plupart, d'origine volcanique et proviennent des couches profondes de la croûte terrestre, où elles ont pris leur température, qui varie de 17° à 80 °C., suivant les localités. Ces eaux, à cause de leur degré de chaleur et des gaz qu'elles contiennent, ont dissous, au moins en partie, les substances avec lesquelles elles sont venues en contact, et se sont ainsi chargées de

matières minérales ; aussi, on s'en sert en médecine pour combattre des maladies déterminées.

D'après les substances minérales qu'elles contiennent, on divise comme suit les sources thermales : Eaux acidulées, où domine le gaz carbonique (Seltz), utilisées dans la dyspepsie ; alcalines, bicarbonate de sodium (Vichy), maladies du foie et des voies digestives; salines, chlorure de sodium (Carlsbad), magnésium (Sedlitz Epsom) ; sulfureuses, hydrogène sulfuré (Cauterets, Enghien, etc.), maladies de la peau et des bronches, rhumatismes ; ferrugineuses, sels de fer (Spa, etc.), contre l'anémie.

'* Geysers ". Par ce mot, qui signifie furieux, on désigne des sources intermittentes d'eau

bouillante, où se trouvent en disso- ^^ ^^ ..__,

lution diverses substances minera- f ^

les. Ces sources, qui se rencon- | ^

trent en des régions volcaniques, | «

ont comme les volcans une che- | ^H

minée qui aboutit à un bassin. — P ^^^^

La théorie des geysers rappelle un fe^^. ^^^H

peu celle des volcans. L'eau, que [^=^=1^:^; I^^H

l'infiltration amène dans la che- rTr-=^-^:: ^^^B

minée, rencontrant de la cha- L-^ % i^^B

leur dans les couches profondes, ^^^g-'' ^^^B

entre en ébullition ; et la vapeur ^^^^^ ^

qui s'y forme peut rejeter violem- ^^fe ^

ment au dehors la masse d'eau ^^^^^^^m^^^^^^^Ê qui se trouve au-dessus. Ce jet ^^{t|^'''y^^jàL^^ extérieur est intermittent, parce ^^^^^^^^^^;|g^^j qu'il ne pourra se produire de ^^^WJ^^^^BJ^^fe^^ nouveau qu'au moment où l'eau ^^^^^^^^^^^^^ expulsée aura pu être remplacée "^'^ >:-^^-^^~-^ '^^•

par de nouvelles infiltrations. Fig. 40. —Un geyser l'Islande. Souvent la silice ou le carbonate de chaux forment de belles incrustations autour des ouvertures du geyser.

Les geysers les plus remarquables se trouvent en Islande et aux Etats-Unis. — En Islande, il y en a une centaine dans une étendue de quelques milles. Le plus puissant,

le Grand Geyser, est situé dans les glaciers, au sommet d'un cône surbaissé, haut d'une trentaine de pieds, et constitué par une roche siliceuse déposée par ses eaux. La cheminée supérieure est élevée d'environ 70 pieds, aboutissant en bas à des crevasses irrégulières, en haut à un bassin d'une soixantaine de pieds de diamètre. L'eau de ce bassin, à température variant de 76° à 89° C, est tranquille d'ordinaire. Mais, toutes les 24 ou 30 heures, on entend des bruits souterrains, le niveau de l'eau s'élève jusqu'aux bords du bassin, et toute l'eau du bassin s'élance, en une colonne de 10 pieds de diamètre, jusqu'à plus de 100 pieds de hauteur. Après cette éruption violente, le bassin recommence à s'emplir. — Mais c'est aux États- Unis, dans le parc National de Yellowstone (Wyoming), que se trouvent les plus beaux geysers. Il y en a plus de 10,000, dont moins de cent sont en activité. Le geyser Géant, en particulier, lance son jet d'eau, durant deux heures environ, tous les six jours, et tout d'abord à une élévation de près de 800 pieds. — H y a aussi des geysers en Nouvelle-Zélande.