PHÉNOMÈNES DE PROJECTION

Définition des volcan*. — Un volcan est un appareil naturel par lequel la ^tirface de la croule terrestre est mise, d'une façon permanente ou temporaire, *^n communication avec les matières fondues de l'intérieur. Les parties essentielles de ï appareil volcanique normal sont donc : d'abord la cheminée, c'est-à- *iire le canal par où se fait l'ascension des matières, ce canal étant constitué par \xne fente ou, plus vraisemblablement, par le croisement de plusieurs fente? ouvertes dans l'écorce; ensuite un amas de matériaux rejetés, de forme généralement conique, au milieu duquel la cheminée débouche d'ordinaire par un orifice en forme de coupe ou d'entonnoir, auquel on donne le nom de cratère.

C'est à la montagne formée par les produits sortis de la cheminée que s'applique l'appellation usuelle de volcan et c'est dans les flancs mêmes de cette montagne que l'imagination populaire se représente volontiers le foyer de l'action éruptive. Néanmoins la montagne n'est que le produit extérieur d'une activité dont le véritable siège doit être cherché beaucoup plus bas, ainsi que le reconnaissait il y a longtemps Senèque, lorsque, parlant du feu souterrain, il écrivait (i) « In ipso monte non alimentum habet, sed viam. » 11 n'y a de nécessaire, dans l'appareil volcanique, que la cheminée et l'amas de produits rejetés, ce dernier pouvant d'ailleurs affecter les formes et les dimensions les plus variables.

Le type normal de l'activité des volcans consiste dans une succession de paroxysmes ou éruptions, d'intensités d'ailleurs très diverses et séparés les uns des autres par des périodes de repos plus ou moins complet. C'est donc sous cette forme que nous étudierons d'abord les manifestations volcaniques.

(i) Cité par Naumann in hehrbuch, I, p. 09.

Signe* précurseurs des éruptions. — En temps de repos, la cheminée d'un volcan est le plus habituellement obstruée par un culot de lave solidifiée, provenant de la dernière éruption. Tout au plus, à travers les fissures de ce culot, peut-on apercevoir la masse demeurée liquide par dessous et d'où s'échappent de la vapeur d'eau et des émanations gazeuses qui, réunies en un même nuage au-dessus de la montagne, constituent le panache de fumée si caractéristique de la plupart des volcans au repos.

Les signes précurseurs d'une éruption consistent dans l'accroissement des émissions de vapeur d'eau et dans la production d'ébranlements du sol, accompagnés de bruits souterrains. En même temps le débit des sources diminue ei les puits voisins tarissent; ce phénomène est fréquent au Vésuve; ainsi en 1815, avant l'éruption du mois de décembre, bien que la pluie eût été abondante depuis le mois de juin jusqu'à la fin d'août, on vit les sources diminuer à Torre del Greco et à Résina. La même chose se reproduisit en 1822, malgré des pluies continuelles.

Sur les volcans dont le sommet est couvert de neige, comme le Cotopaxi, il y a souvent, avant les éruptions, une fonte subite du manteau neigeux, d'où résultent des inondations désastreuses ; le même fait se produit au Kamtschatka et en Islande, où, durant les intervalles de repos, non seulement des champs de neige, mais encore des glaciers, prennent quelquefois possession des cratères.

Colonne de fumée. — Après ces préliminaires, l'éruption proprement dite commence par des craquements dans le cratère, dont les parois internes s'écroulent en partie. Leurs fragments, mêlés à des blocs de lave incandescente, formeront les bombes et les lapilli ou rapilli. Puis on voit s'élancer vers le ciel, avec la rapidité de l'éclair, une colonne de fumée noire qui, à sa partie supérieure, s'étale en un panache horizontal, offrant l'apparence d'un pin-parasol. Cette comparaison a été faite, pour la première fois, par Pline (1) : Nubes oriebatur cujus formam non alia magis arbor quant pinus expresserit.

Dans l'obscurité de la nuit, la colonne réfléchit la lumière de la lave et semble alors une gerbe de feu. Le panache terminal est composé de gaz, de vapeur d'eau et de fines poussières volcaniques. De loin, on le voit se subdiviser en une infinité de boules de vapeur blanchâtre, dont chacune représente une des explosions partielles qui se succèdent sans discontinuer dans le cratère. La colonne blanche de vapeur est entourée d'une auréole noire de cendres, de scories et de débris, dont les plus gros retombent immédiatement sur les pentes du cratère après avoir décrit une trajectoire parabolique. En 1822, le panache du Vésuve formait, d'après Monlicelli, un cylindre parfait, d'environ trois mille mètres de hauteur, qui, à sa partie supérieure, se courbait en parabole en se dirigeant du côté de Naples (fig. 72). M. Wolff estime à huit ou dix mille mètres la hauteur du panache du Cotopaxi lors de la grande éruption du 26 juin 1877.

(1) Plin., Epiât, vi, p. 16.

PROJECTIONS TOLONIQUES. 595

H. Juughuhn, qui eut l'occasion d'observer de très près une des grandes éruptions de l'île de Java, signale le tourbillonnement rapide dont les nuages de

Fig. 71 — Le panacUe du Vésuve en 18Î3.

autour de leur contre. Le même tourbillonnement a été

la colonne sont

observé par Erman, en 1829, au volcan de Klioulchcvskoï.

« force avec laquelle la colonne est projetée en l'air est telle, qu'on la voit '"■errer sa verticalité même sur le passage d'ouragans capables de transporter des pierres. La nuit, sa lueur est sujette à des intermittences qui tiennent à ce 1K pendant chaque explosion, la lave cesse momentanément d'y projeter ses lueurs; de là l'impression d'éclairs se succédant avec rapidité.

(n|n volcanique», Flânâmes. — Cependant il y a aussi, dans le voisinage de la colonne, de véritables orages volcaniques. La vapeur dépourvue de "cendres possède, d'après H. Palmieri, l'électricité positive. Les cendres, au contraire, prennent l'électricité négative. 11 en doit résulter des décharges continuelles et, en effet, on observe que les éclairs électriques se produisent généralement vers la partie moyenne de la colonne, au contact de la vapeur ascendante et de la pluie de cendres. De plus, selon la remarque de M. Faye (I), les orages volcaniques ne sont jamais accompagnés de grêle, ce qui prouve qu'ils n'ont rien de

(1) Compta rendus, SCI, p. 710.

commun avec les mouvements giratoires descendants qui produisent les orages terrestres.

Un phénomène dont la réalité a souvent été contestée est celui des flammes volcaniques. 11 paraît aujourd'hui que leur production n'est pas douteuse. M. Janssen y a reconnu, au spectroscope, les raies du chlore, du carbone, du cuivre et de l'hydrogène ; à Santorin, M. Fouqué s'est assuré de l'existence de flammes dues àj'hydrogène en combustion.

Explosions. — Le bruit des éruptions est tantôt intermittent, tantôt continu comme un roulement de tonnerre. On l'entend parfois jusqu'à des distances de 700 à 800 kilomètres; mais alors c'est par le sol et non par l'air qu'il est transmis. Ainsi, lors de l'éruption de 1877, au Cotopaxi, les détonations, paraissant partir d'une énorme profondeur, furent entendues moins distinctement au pied de la montagne qu'à Quito et Guayaquil, c'est-à-dire à 350 kilomètres du volcan (1). De môme, M. Milne (2) a constaté, pendant l'éruption du volcan d'Oshima, au Japon, qu'un tremblement de terre, fortement ressenti à Yokohama et à Yeddo, avait passé complètement inaperçu dans le voisinage du cône.

Projections, scories et bombes. — La cheminée du volcan pendant l'éruption peut être considérée comme une mine en charge continue; les explosions produites par la vapeur d'eau projettent en l'air la lave de la surface et les écumes scoriacées qui la recouvrent. Ces éléments, devenus solides dans leur course aérienne et mêlés avec les fragments que les explosions enlèvent aux parois du cratère, retombent en partie dans la cheminée pour y être de nouveau projetés, tandis que les cendres les plus fines sont emportées par le vent. Mais la plus grande partie vient tomber à l'extérieur du cratère. Les plus gros blocs forment ces scories déchiquetées si caractéristiques, le plus souvent caverneuses et rudes au toucher, parfois enduites d'un émail superficiel. Lorsque, dans leur chute, elles ont été animées d'un mouvement giratoire, elles donnent naissance aux bombes volcaniques ou larmes du Vésuve des Napolitains.

La grosseur des blocs rejetés varie habituellement de celle de la tête à la dimension du poing. Maison en peut voir de beaucoup plus gros. Ainsi, en 1553, le Cotopaxi a rejeté des masses de 5 mètres et, en 1822, le Vésuve a lancé des morceaux d'un conglomérat de scories, ayant jusqu'à 2m,50 de diamètre. De tels blocs proviennent évidemment, non de la lave elle-même, mais d'une destruction partielle du cratère.

La force de projection des volcans est énorme. Les blocs lancés par l'Etna peuvent aller jusqu'à 2000 mètres. Selon llamilton, le Vésuve, en 1779, aurait projeté des pierres à 3000 mètres et La Condamine rapporte qu'en 1555 de gros blocs, lancés par le Cotopaxi, ont parcouru obliquement une distance d'environ 15 kilomètres. Ajoutons que la projection des matières solides n'a pas toujours

(1) Wolf, A*km Jahrbuch, 1878, p. 113.

(2) Geoloykal Magazine, 1877, p. 1911.

PROJECTIOiNS VOLCANIQUES. 395

lieu uniquement par la cheminée centrale. On a vu des fissures latérales donner issue à des jets horizontaux de pierres et de cendres.

Sable» volcaniques. — Le sable des volcans renferme ordinairement des myriades de petits cristaux d'augite. On en a conclu que ces cristaux arrivaient tout formés avec la lave. Mais il est très possible qu'ils se soient développés dans l'acte même de la pulvérisation de la lave liquide pendant les explosions. On a remarqué, en effet, que si Ton vient à briser des laitiers de hauts fourneaux avant qu'ils soient entièrement consolidés, ils laissent échapper une infinité de petits cristaux, bien que leur cassure paraisse entièrement amorphe. Lorsqu'on étudie au microscope les matériaux des sables volcaniques, on reconnaît qu'ils contiennent un très grand nombre de vacuoles et d'inclusions vitreuses.

Le sable volcanique ne résulte pas seulement de projections verticales. Il arrive quelquefois qu'on voit s'échapper du cratère de véritables ruisseaux de sable. Cassiodore en signalait déjà au Vésuve en 512. Le même fait s'est reproduit en 1631 et Monticelli Ta également observé en 1823. Le long du cône descendaient deux courants uniquement formés de sable sec et la poussière, soulevée par le vent, leur donnait l'apparence de deux ruisseaux de fumée.

Cendres. — Les cendres volcaniques représentent la lave dans son plus grand état de division. Elles en contiennent d'ailleurs tous les éléments. Ce sont de petits cristaux, entiers ou brisés, de feldspath, d'augite, de fer oxydulé, de leu-

cite, des agrégats de microlithes où dominent le fer oxydulé et l'augite, enfin

des masses considérables de granules et d'esquilles formés d'une matière vitreuse.

Très souvent, aux petits cristaux aciculaires d'augite adhèrent des gouttes d'un

verre poreux qui a dû venir s'y attacher lorsqu'il était encore visqueux (fig. 75). D'après MM. Gùmbel et Zirkel, la cendre qui tomba,

en mars 1875, en Scandinavie à la suite des grandes

éruptions dont l'Islande avait été le théâtre, consistait

principalement en esquilles tranchantes d'un verre

extraordinairement poreux, analogue à l'obsidienne.

M- Gùmbel a expliqué cette structure en la rapprochant Fig> 73 Ccmîres voIcaniques,

d" phénomène des larmes bataviques. 11 suppose que la en cristaux aciculaires a^ec

. . gouttes vitreuses.

lave bouillante, brusquement refroidie en gouttelettes

au contact de l'air et de l'eau, aurait pris cet état caractéristique d'équilibre stable qui se détruit, au moindre ébranlement, en donnant naissance à une poussière avec arêtes vives. La même structure a pu être reproduite par le refroidissement instantané de laitiers de hauts fourneaux.

flans certaines éruptions, les sables et les cendres peuvent être emportés par le vent jusqu'à des distances considérables. En 512, on vit la cendre du Vésuve tomber à Constantinople et à Tripoli. Celle de l'Etna a été plus d'une fois transportée en Afrique. L'éruption survenue en Islande, à la fin de mars 1875, fut accompagnée d'une pluie de cendres à Stockholm, c'est-à-dire à une distance de 1900 kilomètres.

Exemples de projections exceptionnelles. — L'une des plus fortes éruptions

de cendres et de débris est sans doute celle qui eut lieu, en avril 1815, dans les Indes Néerlandaises, au Temboro, et qui ensevelit complètement la ville du même nom. Les cendres accompagnées de débris et de lapilli couvrirent la mer d'une couche flottante, au milieu de laquelle les navires se frayaient difficilement un passage et, dans un rayon de 500 kilomètres autour de la montagne, l'épais nuage de cendres faisait nuit noire en plein raidi. On a calculé que cette pluie ; s'était étendue sur un espace plus grand que la superficie de l'Allemagne et représentait un volume d'environ 1400 kilomètres cubes (1).

La chute des cendres et des débris avait fait périr 12 000 personnes dans l'île de Sumbava, où se trouve le volcan Temboro : l'île Lombock, située à plus de 120 kilomètres de distance, fut recouverte d'une couche de cendres de 0m,60, qui anéantit toutes les récoltes et 44 000 personnes y moururent de faim. A Bruni, dans l'île de Bornéo, à 140 kilomètres au nord du siège de l'éruption, on compte les années à dater de « la grande chute des cendres ».

Une éruption d'une importance encore plus considérable a eu lieu en 1835 au volcan du Coseguina, dans l'état de Nicaragua : ce volcan, qui n'a que 150 mètres de hauteur, n'en a pas moins projeté une pluie de cendres et de lapilli qui s'est étendue sur un rayon de 1500 kilomètres au moins. Jusqu'à 40 kilomètres de distance, les campagnes étaient couvertes d'une couche de débris épaisse de plus de 5 mètres et représentant, paraît-il, un volume de 3000 kilomètres cubes ().

L'effet immédiat des chutes de cendres sur la végétation est pernicieux, d'autant plus qu'en général elles tombent accompagnées de vapeurs humides et sulfureuses, que l'action de l'air transforme en liquides corrosifs. Mais à la longue le mal se répare et l'herbe des prairies profite des principes utiles, spécialement des alcalis, que les cendres apportent avec elles.

Déluges de boue. — 11 n'est guère d'éruptions volcaniques dans lesquelles l'eau ne joue un rôle actif. Les chutes de pluie sont abondantes, parfois aussi les fontes de neige et, du mélange de l'eau avec la cendre, résultent des déluges de boue, plus redoutés que les coulées de lave, devant lesquelles on a presque toujours le temps de fuir.

L'éruption du Cotopaxi, en 1877, a donné lieu à des inondations désastreuses (3). Les avalanches d'eau et de neige, mêlées de débris, qui descendaient le long du grand cône, s'engouffrèrent dans les ravins de la base, gorges de 60 mètres de profondeur, à parois verticales, et qui néanmoins ne suffisaient pas à débiter de pareilles masses. Plus bas, dans la région occupée par les cultures, le courant boueux, animé d'une vitesse de 10 mètres par seconde et inondant le pays sur une largeur variable de 1 à 10 kilomètres, emportait tout sur son

(1) Fouquô, Santorin et ses éruptions, p. 427.

(2) Fouqué. loc. cit.

(3) W'olii, Xeues Jahrbuch, 1878, p. 115.