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La Terre, berceau de l'Humanité

Alfred Wegener.

Structure tectonique (III)

En 1858, Antonio Snider-Pellegrini expliqua dans son livre "La Création et ses mystères dévoilés" (pp.310-320) que la séparation des continents n'a pas été provoquée suite "au Déluge" comme le décrit la Bible mais suite à une séparation physique du soubassement aux endroits des "crevasses" comme on le voit sur l'illustration présentée ci-dessous à gauche.

Ce n'est qu'en 1912 que l'astronome et météorologiste Alfred Wegener évoqua la théorie de la dérive des continents à l’assemblée générale de l’Union Géologique allemande à Francfort. Il publia quelques mois plus tard deux articles sur le sujet dans les périodiques allemands "Petermanns Geographische Mitteilungen" (Die entstehhung der kontinente, 58, p185 et p305f) et "Geologische Rundschau" (Die entstehhung der kontinente, 3, p276-293) avant de publier un livre sur le sujet en 1915. Mais à l'époque personne ne crut sa théorie jugée "hérétique" d'autant que Wegener n'appartenait pas au sérail très fermé des géologues ou géophysiciens. Finalement la raison l'emporta mais les scientifiques ne valideront la théorie de Wegener que dans les années 1950-1960 et la renommeront la tectonique des plaques.

Le paysage terrestre s'est profondément modifié depuis 700 millions d'années. Malgré ses apparences très solides, l'écorce terrestre est très souple et ressemble à un radeau de l'épaisseur d'une feuille de papier à la dérive sur une mer de magma. En effet, depuis l'ère primaire, grâce aux traces géologiques et aux fossiles nous avons la certitude que les continents se sont morcelés à partir d'un bloc unique, la Pangée, et ont dérivé sur le magma sous-jacent. Ce phénomène est provoqué par des courants convectifs qui établissent une circulation lente mais continue entre le noyau et la lithosphère (écorce terrestre).

La théorie de la tectonique des plaques prédit que les continents dérivent continuellement à raison d’1 à 5 mètres par siècle, l'Amérique s'écartant de l'Ancien monde, l'Afrique se rapprochant de l'Europe, l'Inde pénétrant sous l'Asie par subduction.

A gauche, la séparation des continents non pas suite "au Déluge" comme le décrit la Bible mais suite à une séparation physique du soubassement aux endroits des "crevasses" telle que l'explique Antonio Snider-Pellegrini dans son livre "La Création et ses mystères dévoilés" (pp.310-320) en 1858. Ce n'est qu'en 1912 qu'Alfred Wegener évoqua la théorie de la dérive des continents. Mais à l'époque personne ne crut sa théorie jugée 'hérétique" et les scientifiques ne l'a valideront seulement que dans les années 1950-1960. A droite, la distribution de quelques espèces à travers le continent Gondwana au Permien (299-251 Ma) prouve que dans le passé les continents étaient réunis. Documents anonyme (droits réservés) et McGraw-Hill Companies adapté par l'auteur.

L'écorce terrestre étant malgré tout relativement rigide - c'est du granit en sandwich entre une couche sédimentaire et de basalte - les plaques tectoniques glissent les unes sur les autres ou s'entrechoquent en créant des effets parfois catastrophiques.

Aujourd'hui, si la disposition des mers et des continents semble à peu près figée, le fait que les plaques tectoniques se déplacent de quelques centimètres par an ou par siècle contribue à modifier l'aspect de la Terre sur des périodes de quelques millions d'années, parfois beaucoup plus vite.

Ainsi, la plaque indienne par exemple avance de 15 cm/an vers l'Asie (les nombreux tremblements de terre en témoignent) et l'Himalaya s'élève de 6.1 cm/an. Cela signifie que la chaîne de l'Himalaya atteindra 10000 m d'altitude dans 18900 ans (ce qui reste encore 5 km sous la tropopause).

Au cours des derniers 20 millions d’années, la plaque Pacifique s'est déplacée de 560 km vers le nord par rapport à l’Amérique soit un déplacement d'environ 1 cm/an. A court terme en termes géologiques, ce glissement provoquera la rupture de la faille de San Andreas et du réseau de failles annexes, entraînant la dérive au large d'une partie des côtes de Californie entre Los Angeles et San Francisco.

Conséquence logique de la dérive des continents, comme on le voit ci-dessous au centre, dans 250 millions d'années le visage de la Terre sera profondément méconnaissable. Les plaques tectoniques de l'Europe, de l'Afrique et de l'Asie seront de nouveau unies à celle du continent Américain, l'Antarctique sera soudée à l'Australie, l'ensemble de cette masse remontant lentement vers l'équateur.

A gauche, la Pangée voici 230 millions d'années, au Trias. Au centre, la Terre dans 250 Millions d'années. A droite, cliquer sur l'image pour une animation montrant l'évolution de la Terre depuis la fin du Cambrien, il y a un demi-milliard d'années. Documents C.R.Scotese/U.Texas adaptés par l'auteur.

Les plaques lithosphériques, dites tectoniques, peuvent se déplacer de plusieurs manières différentes. Ces mouvements sont continus mais peuvent être irréguliers en fonction du degré de friction entre plaques.

- Aux frontières divergentes, les plaques s'écartent les unes des autres à raison de quelques centimètres par an en moyenne. Au milieu, la montée de magma depuis l'asthénosphère produit une nouvelle écorce. C'est ce qui se produit au fond de l'océan Atlantique (la "dorsale océanique"), dans le Rift africain, au fond de la mer Rouge ou en Islande.

- Aux frontières convergentes, les plaques entrent en collision, l'une des deux glissant en-dessous de l'autre par subduction. C'est le cas dans la plupart des fosses océaniques (fosses des Mariannes, de Tonga, des Aléoutiennes, etc). Aux intersections, donc près de la fosse, sous la pression du magma apparaissent des arcs insulaires volcaniques. C'est ce qu'on observe près de la fosse de Puerto Rico qui a donné naissance à l'arc des Antilles.

- Aux frontières transformantes, les plaques glissent l'une contre l'autre, provoquent la rupture de la croûte terrestre et forment des zones de fractures. Citons les célèbres failles de San Andreas, la dépression des Affar, la fracture de Lungun en Chine, etc. Des lacs peuvent également se former dans les zones de cisaillement.

De manière générale, tous ces déplacements sont accompagnés de séismes, de phénomènes volcaniques, de l'érection d'une chaîne de montagnes (Himalaya) ou d'une île. Quand ils se produisent au fond des océans, ils peuvent être accompagnés de raz de marées ponctuels et de tsunami à l’endroit du déplacement de la croûte terrestre (voir plus bas).

A gauche, la disposition des plaques tectoniques. La Terre est constituée de 12 grandes plaques tectoniques qui participent à l'évolution des continents et des mers. A leur jonction, des failles et zones de subduction (traits rouges et jaunes) courant sur des centaines voire des milliers de kilomètres sont à l'origine des tremblements de terre et des tsunamis. A droite, la localisation des tremblements de terre survenus entre 1963 et 1998. Document anonyme et NASA/GSFC.

Les ondes sismiques

Le déplacement des plaques tectoniques engendre des ondes sismiques qui se propagent à une vitesse moyenne de 16000 à 21000 km/h (4-6 km/s). Une zone de subduction pouvant mesurer plus de 1000 km de longueur, l'onde sismique ne va donc pas se propager instantanément d'une extrémité à l'autre de la faille et affecter simultanément toutes les villes situées à proximité. C'est la raison pour laquelle le long des grandes failles, un tremblement de terre peut durer plusieurs minutes et de ce fait occasionner des dégâts très importants qui ne seraient pas survenus si le séisme avait duré quelques dizaines de secondes seulement.

En effet, là où un vieux bâtiment constitué de briques maintenues par du mortier peut résister à un tremblement de terre durant 20 secondes, si la secousse dure une minute les briques vont finir par glisser les unes sur les autres, les murs vont s'effondrer et les plafonds vont s'écrouler. Si un building construit aux normes anti-séismiques peut vaciller de 3 m autour de son axe vertical, s'il subit des secousses durant plusieurs minutes, les vitres finiront par se briser, les soudures vont céder, la résistance des matériaux va s'affaiblir et le bâtiment risque de s'écrouler.

En théorie, la magnitude d'un séisme peut-être négative ou positive et n'a pas de limite. En moyenne, la Terre subit un séisme de magnitude 6 sur l'échelle ouverte de Richter tous les 3 jours et entre 9 et 23 séismes de magnitude 7 et supérieures chaque année. Si généralement dans le monde on observe aucun voire un seul séisme de magnitude 8 ou supérieure chaque année, il est déjà arrivé comme en 2007 qu'il y en ait quatre la même année (dont un à Sumatra de magnitude 8.5 qui tua 23 personnes).

Quant à leur fréquence, les spécialistes sont unanimes pour dire qu'il n'y a pas plus séismes aujourd'hui qu'il y a un siècle ou plusieurs millions d'année dans le passé.

Les ondes sismiques sont de trois types et provoquent trois effets très différents :

- Les ondes de compression également appelées ondes longitudinales ou ondes primaires (ondes P) sont des ondes de volume se déplaçant parallèlement à la direction de l'onde à une vitesse qui varie de 6 km/s (près de la surface) à 13 km/s (près du noyau). Elles provoquent une dilatation et une compression du sol (comme un ressort qui se détend puis se comprime), accompagnées d'un déplacement vertical de l'écorce terrestre. Elles sont à l'origine du grondement sourd qu'on entend lors d'un tremblement de terre.

- Les ondes de cisaillement également appelées ondes transversales ou ondes secondaires (ondes S) sont des ondes de volume se déplaçant dans le plan horizontal, provoquant un déplacement horizontal de l'écorce terrestre (comme une onde sur une corde). Elles ne se déplacent pas dans un milieu liquide et sont arrêtées par le noyau de la Terre. Les ondes S sont plus lentes que les ondes P et sont très destructives en raison de leur déplacement horizontal.

- Les ondes de surface suivent la surface de la Terre. Elle font onduler la surface de la terre à grande échelle avec une amplitude plus grande que les ondes de volume.

Les derniers séismes : ORB - USGS

A voir : Le séisme de Tohoku vu par le satellite GOCE (2011)

Logiciels à télécharger - Quake-Catcher Network s/BOINC

A gauche, instantané du séisme de Sumatra du 26 décembre 2004 arrêté 2 heures après la première secousse. En rouge, les ondes P et PP, en cyan les ondes S et SS et en jaune, les ondes de surface associées au tsunami. A droite, les séismes survenus en l'espace de 24 heures le 3 juillet 2015. Simulations réalisée avec le logiciel SeismicWaves d'Alan L. Jones (freeware) et Earthquake 3D.

Lors des séismes de magnitude 8 et supérieures, l'interférence constructive des ondes de surface provoque des vibrations sur l'ensemble du globe qui modifient temporairement la forme de la Terre soit dans le plan vertical ("Ballon mode") soit dans le plan horizontal ("Football mode", forme de ballon de rugby) avec une période de respectivement 20 et 54 minutes.

Dans les trois cas, l'amplitude dépasse rarement quelques mètres mais les secousses pouvant se répéter, les zones touchées peuvent se déplacer de plusieurs dizaines de mètres, coupant les voies de communications, déroutant les cours d'eau et provoquant des éboulements, des affaissements et autres glissements de terrains souvent meurtriers.

Dans le cas d'un tremblement de terre de magnitude 8 et supérieure, ce phénomène peut avoir des conséquences globales et notamment entraîner une accélération de la vitesse de rotation de la Terre. Ainsi, selon la NASA, après le tremblement de terre du 27 février 2010 au Chili, la durée du jour a diminué de 1.26 microsecondes et aurait déplacé l'axe de rotation de la Terre de 2.7 millisecondes d'arc soit environ 8 cm.

Séismes et aspérités

Jusqu'en 2011 les séismologues pensaient que les séismes se manifestaient le long des failles tectoniques, à la limite des plaques, ou en des endroits réputés à risque, où se répétaient des tremblement de terre. En d'autres termes, a priori une zone qui n'avait jamais subit de tremblement de terre au cours des dernières décennies ou des derniers siècles n'était pas à risque et aucun plan de crise n'était mis en place. Les séismes étaient isolés et indépendants les uns des autres.

Restait tout de même des questions à élucider : comment expliquer la répétition des tremblements de terre au milieu d'une plaque tectonique ou la succession de séismes majeurs en l'espace de quelques minutes ?

Les séismologues japonais n'avaient pas prévu le mégaséisme (tout séisme de magnitude ≥ 8) de magnitude 9 qui se produisit au large du Japon le 11 mars 2011 (séisme de Tohoku-Oki). Pourquoi ? Parce que leur modèle était incomplet voire inexact, fondé sur des théories dépassées.

Cet évènement qui causa la mort de près de 19000 personnes (principalement des effets du tsunami) et coûta plus de 210 milliards de dollars à l'économie japonaise força les séismologues à revoir complètement leur manière de prévoir les tremblements de terre. La nouvelle théorie a également eu pour conséquence d'étendre le nombre de régions à risque à travers le monde, y compris dans des zones relativement calmes comme l'Europe mais où il y a tout de même des centaines de séismes mineurs chaque année. En effet, l'analyse des données des tremblements de terre qui se sont produits au Japon le 11 mars 2011 ont révélé 3 séismes majeurs successifs qui ne s'expliquaient pas par la théorie classique de Wegener.

Nous savons aujourd'hui que plusieurs signes précurseurs annoncent les tremblements de terre et que la théorie des plaques tectoniques est plus complexe que prévue.

Le modèle des aspérités existe depuis 2007 comme le prouve cette présentation du Pr. Koshun Yamaoka. Mais ce n'est qu'après le séisme de 2011 qu'il fut intégré dans les prévisions.

Ainsi, tant que les plaques glissent en douceur les unes contre les autres, la friction mécanique est minimale et il ne se produit aucun effet cataclysmique. En revanche, lorsque des aspérités présentent à la base des plaques tectoniques accrochent le soubassement des plaques continentales ou océaniques, la plaque concernée subit localement un freinage et accumule des tensions. En surface, les données GPS montrent que l'écorce terrestre recule comparée à la zone avoisinante qui continue à progresser normalement.

Comme un ressort qui se détend pour libérer la tension accumulée, passé un certain seuil d'énergie, la rupture de la plaque est inévitable; la zone bloquée par l'aspérité se détend violemment en provoquant un séisme. La plaque reprend ensuite son mouvement jusqu'à la prochaine aspérité.

Pour identifier ces aspérités à l'origine des tremblements de terre, les séismologues doivent chercher dans les millions d'enregistrements sismiques des ondes présentant le même profil. Cette approche s'est avérée très fructeuse.

Ce phénomène de rupture est connu depuis longtemps et prévisible mais jusqu'en 2011 on ignorait sa relation avec le modèle des aspérités ainsi que les phénomènes avant-coureurs.

On a ainsi constaté que la base des plaques tectoniques présente des milliers d'aspérités individuelles, certaines ne font que quelques kilomètres de diamètre d'autres appelées méga-aspérités s'étendent sur plusieurs centaines de kilomètres. 

Si les plus petites aspérités ne créent qu'un séisme mineur parfois même imperceptible en surface, la détente d'une méga-aspérité peut déclencher dans son sillage la détente de toute une série de petites aspérités distantes de plusieurs centaines de kilomètres sinon davantage. C'est ce type de phénomène qui se produisit au Japon en 2011 : la première secousse fut provoquée par la méga-aspérité tandis que les deux suivantes furent produites par deux petites aspérités.

On a également découvert que certains séismes se répétaient périodiquement, tous les 5 ans, tous les 50 ans, etc. On en déduit que cet endroit cache une aspérité et qu'effectivement, périodiquement la zone à risque va accumuler une tension qu'elle va libérer en provoquant un séisme. Si on connaît l'endroit du séisme, la difficulté est de savoir quel jour il se produira.

Puisqu'un séisme se ressent aux antipodes de la terre, les séismologues pensent également que l'énergie libérée par une aspérité géante pourrait initialiser des réactions dans des aspérités très distantes et peut-être plus sensibles, provoquant une réaction en chaîne sinon dans les jours suivants, peut-être des semaines ou des mois plus tard à plusieurs milliers de kilomètre de distance. Cette théorie pourrait en partie expliquer "la loi des séries".

Le séisme du 11 mars 2011 n'avait pas été prévu car le modèle des aspérités n'avait pas été pris en compte. Ce schéma ne montre que les zones à risque mais n'identifie pas les aspérités. Doc Nature.

Jusqu'à présent les sites sismiques étaient isolés ou reliés à une faille sismique. On sait aujourd'hui que cette théorie est incomplète. Les séismes individuels isolés au milieu d'une plaque peuvent être la manifestation d'une aspérité.

Sachant le danger potentiel associé à ce phénomène, les zones à risque ont été étendues, y compris en Europe jusqu'à inclure des zones 5 fois plus vastes que par le passé. Cela signifie également qu'il vaut revoir les plans de secours, surtout dans les villes dont le paysage urbain est dense et assez vieux et ne répond pas aux normes sismiques (par exemple à Nice).

En étudiant les conditions météorologiques et ionosphériques les jours précédant et durant le séisme du 11 mars 2011 au Japon, les chercheurs ont également découvert des signes annonciateurs du séisme.

Ainsi la température de l'air au-dessus du nord-est du Japon était plus élevée que dans les autres régions sans relation avec le régime météorologique. Les chercheurs de la NASA pensent que dans les jours précédant le séisme, à plusieurs dizaines voire centaines de kilomètres sous la surface, les roches fracturées ont libéré des gaz, qui une fois parvenu dans l'atmosphère, l'ont légèrement réchauffée au-dessus de la zone de fracture, là où l'aspérité atteignait son seuil d'énergie critique avant de se détendre.

A son tour, la densité électronique de l'ionosphère dont le cycle suit normalement la rotation de la terre et devient moins dense durant de la nuit, est restée élevée plusieurs jours de suite. Ici également on suppose qu'il existe une interaction entre les gaz libérés par les roches et notamment le radon et les électrons présents dans l'ionosphère.

Depuis ces découvertes, ce lien entre la température de l'air, la densité de l'ionosphère et les séismes fut confirmée à l'occasion d'autres tremblements de terre.

Les trémors

Enfin, l'étude du "bruit de fond" de la Terre, ce qu'on appelle aujourd'hui les trémors et longtemps considérés comme des bruits parasites ou sans importance font l'objet de la plus grande attention. En effet, ces ondes de très faible intensité et d'une fréquence oscillant entre 1 et 5 Hz (cf. le site INGV) peuvent être couvertes par le bruit du vent ou les vibrations d'un marcheur. Elles proviennent des mouvements du magma au contact des plaques tectoniques à une profondeur supérieure à celle des ondes sismiques classiques. Selon certains volcanologues, les témors pourraient représenter les signes annonciateurs d'un séisme ou d'une éruption volcanique. Mais c'est encore un domaine de la recherche qui est très peu étudié. Avis aux experts.

Pour information, l'un des rares experts est Bernard Chouet de l'USGS auprès duquel la BBC fit un reportage sur le sujet en 2001.

Bien que la recherche avance, ces théories ne permettent pas encore de prédire avec précision quel jour ou même quel mois se produira un tremblement de terre. Actuellement, quand des volcanologues ferment un site touristique suite à un risque d'éruption, ils sont tout heureux quand elle se produit, car cela confirme qu'en affinant leurs modèles, en incorporant notamment les données sismiques du réseau GPS, les données météos et ionosphériques et les trémors, ils avancent dans la bonne direction. Mais les séismes comme les éruptions volcaniques font encore trop de victimes.

Les conséquences d'un séisme

Le déplacement des plaques tectoniques peut produire des effets catastrophiques en quelques minutes. En effet, normalement les plaques se chevauchent lentement, à raison d'environ 5 cm par an et l'effet est pratiquement insensible. Mais si la friction à la jonction entre deux plaques est très importante, si les plaques ne glissent pas en douceur l'une sur l'autre par exemple, au bout de quelques dizaines ou centaines d'années, l'énergie accumulée sera tellement importante que sous l'effet des contraintes l'une des deux plaques va céder brutalement en provoquant un mégaséisme.

Caractéristiques de la plaque Birmane située au sud de la Birmanie et à l'ouest de la Thaïlande lors du séisme du 26 décembre 2004.

Ainsi le 26 décembre 2004 à 7h58 locale, la plaque Indienne se déplaça en une seule fois de 15 mètres et glissa par subduction sous la plaque Birmane, qu'elle souleva d'un à deux mètres ! En analysant les secousses secondaires qui sont apparues jusqu'aux îles Andaman situées plus au nord, on estime qu'environ 1200 km de la plaque Indienne ont ainsi glissé le long de la plaque Birmane, provoquant localement un déplacement horizontal de certaines villes d'environ 20 mètres !

L'évènement provoqua un mégaséisme de magnitude 8 qui alerta le bureau de surveillance de la NOAA situé à Hawaii dans le Pacifique. Mais ne surveillant pas la zone indienne, l'observation n'a pas vraiment retenu l'attention des responsables. Un peu plus tard le séisme atteignit la magnitude 9.0 sur l'échelle de Richter (cette dernière plafonne à 9.3 à ce jour). L'épicentre était localisé au large de l'île de Sumatra en Indonésie. Quand les scientifiques se rendirent compte de l'ampleur du séisme et diffusèrent une alerte possible au tsunami, la grande vague avait déjà déferlé sur l'Indonésie depuis 1 heure et alla bientôt toucher Phuket et Khaolah en Thaïlande.

On n'avait plus connu un tel séisme depuis 40 ans ! L'énergie libérée fut équivalente à 450 MT de TNT, soit près de 30000 fois l'énergie de la bombe d'Hiroshima ! Ce phénomène s'étant produit côté océan Indien, il fut accompagné par l'un des tsunamis les plus destructeurs des 100 dernières années.

Rappelons que l'onde traversa l'océan à 800 km/h pour aller s'écraser à 2000 km de là sur la Thaïlande, le Sri Lanka, l'Inde et les îles avoisinantes (Maldives, Seychelles, etc). Plusieurs heures plus tard, le tsunami agita encore les vagues sur les côtes Ethiopiennes et Somaliennes, à 4500 km de distance de l'épicentre ! Nous reviendrons sur cet évènement majeur dans l'article consacré aux marées, vagues scélérates et tsunamis.

Plus surprenant, le séisme de Sumatra modifia l'inclinaison de l'axe instantané de rotation de la Terre d'environ 2.5 cm à la surface des pôles qui se déplaça dans la direction 145° E (dans les variations annuelles qui peuvent atteindre 20 cm).

Le séisme modifia également la forme de la Terre. Sa forme d'oblate a diminué d'une partie dans 10 milliards; elle est un peu plus ronde qu'auparavant. La durée de rotation de la Terre a également augmenté de 2.68 microsecondes par an. Cet effet est en relation avec son changement de forme. Ces faibles valeurs demeurent dans les fluctuations normales et ne devraient entraîner aucune conséquence climatique.

Suite aux mouvements des plaques tectoniques, toute l'écorce terrestre a été plissée au fil des millénaires, retournée et mêlée aux matériaux primitifs de la Terre, si bien qu'aujourd'hui l'écorce est une mosaïque de plaques tectoniques variées, dont l'étude scientifique (pétrologie ou lithologie) est complexe.

Ces plaques tectoniques mixtes contiennent des roches sédimentaires (exogènes), magmatiques (endogènes) et métamorphiques. L'ensemble de ces roches est complété par des débris organiques (biogènes) très fertiles, nécessaires au métabolisme des êtres vivants : squelettes, coquillages et leurs résidus de transformation (charbon, calcaire, etc.). Notre sous-sol est également enrichi en fer et nickel par la chute des météorites.

Toutes ces roches sont très convoitées par les industries. Il va sans dire que l'extraction de ces ressources n'est pas toujours aisée et que le prix des matières premières fluctue en conséquence.

La formation des îles

A côté des continents, la terre comprend une multitude d'îles. Les îles océaniques peuvent se former de multiples façons :

- Par élévation des eaux (la Grande-Bretagne, le mont Saint-Michel)

- Par accrétion sédimentaire (les îles coralliennes, les Maldives)

- Par la dérive des continents (la Corse, Madagascar, l'Australie)

- Par soulèvement et accrétion tectonique (la Barbade, Nias, etc)

- Par remontée de la lithosphère (Bornholm au Danemark, etc).

- Par l'activité volcanique sous-marine (en zone de subduction, suite à l'émerge d'un rift ou d'un volcan de "point chaud", le cas d'Hawaii, de la Réunion, de l'Islande ou des îles de Polynésie).

En fonction de leur origine, les îles sont ainsi recouvertes de différents substrats : débris de coraux et de coquillages, sable et galets liés à l'érosion des roches, lave, y compris de remblais dans le cas des îles artificielles (aéroport de Hong Kong, Palm Island, etc).

A gauche, l'île de Bora-Bora, dans l'archipel de la Société, en Polynésie, est née d'un point chaud. Cette photographie de la pointe du Mt Matira fut prise dans les années 1970 (avant la construction des complexes hôteliers). A droite, une île des Seychelles photographiée par Byron Dilkes.

Il n'existe qu'un seul endroit dans le monde où les îles sont constituées de granit, c'est l'archipel des Seychelles situé dans l'océan Indien, au large de la Réunion. Sa formation combinant la dérive des continents et l'activité volcanique divise encore la communauté scientifique.

Iles volcaniques et points chauds

Concernant l'activité volcanique sous-marine, les “points chauds” sont des endroits remarquables. Ce sont des endroits ponctuels de l’écorce terrestre où émergent des conduits de magma provenant directement du manteau, par exemple le cas du volcan du Piton de la Fournaise à la Réunion.

Fixes durant des dizaines de millions d’années sous les plaques tectoniques, les volcans de points chauds donnent l’impression de progresser au fil des éons; le point chaud de l’île d’Hawaii par exemple s’est trouvé près des îles Aléoutiennes voici quelques dizaines de millions d’années, celui de l’île de la Réunion émergea en son temps sous l’Inde en laissant derrière lui les célèbres traps du Deccan sur lesquelles nous reviendrons.

Une autre chaîne de volcans née de points chauds est l'archipel Izu situé au sud du Japon qui comprend le célèbre volcan Fuji (3776 m) situé au sud-ouest de Tokyo et qui émerga voici 100000 ans sur la "Ceinture de Feu" du Pacifique, à l'intersection des plaques tectoniques Pacifique, Eurasienne et Philippine. Ce volcan est très explosif, c'est un stratovolcan.

Une éruption volcanique est toujours précédée d'une activité sismique qui comprend trois phases :

- le séismique tectonique généré par le déplacement ou la collision des plaques tectoniques

- le gonflement du cône volcanique sous la pression du magma

- les trémors générés juste avant l'explosion volcanique.

A voir : Naissance d'une île volcanique

  Naissance d'une île au large du Japon, 2013

Naissance de Surtsey et réveil du volcan Heimaey, 1963/1973

L'activité au-dessus des points chauds. A gauche, l'arc insulaire de Java. Il doit son existence au fait qu'il est situé sur une zone de subduction. A droite, l'éruption en 2004 du volcan Karymski, le plus actif des volcans de la péninsule du Kamtchatka en Russie. Ci-dessous à gauche, figure emblématique du Japon, le mont Fuji situé sur la Ceinture de feu du Pacifique photographié depuis la pagode de Chureito et ses célèbres cerisiers. Ce volcan gris n'a plus connu d'éruption depuis plus de 300 ans. A droite, la naissance de l'île de Surtsey en 1963 au large de l'Islande. Documents NASA/Johnson Space Center, Alexander Belousov, anonyme (droits réservés) et SouthIceland.

Aujourd'hui le célèbre volcan de l'île de Mauna Kea constitue le plus grand volcan terrestre : de sa base au sommet il mesure 10 km de hauteur, plus que l'Everest. Mais il demeure 2.5 fois plus petit que Mons Olympus, le célèbre volcan éteint qui se trouve sur Mars.

Une île peut se former par la combinaison de plusieurs phénomènes. Ainsi certaines îles de Polynésie (Tahiti et Bora-Bora) se sont formées par la croissance de coraux sur des îles volcaniques de points chauds qui s'enfoncent par subsidence. A mesure que la plaque tectonique progresse, l'île passe par trois stades : le volcan actif, l'île haute de lagon généralement entourée d'une barrière de corail puis l'atoll lorsque le volcan s'enfonce et les terres inondées progressivement remplacées par un récif corallien.

Volcans et supervolcans

On décompte aujourd'hui entre 50 et 60 éruptions volcaniques chaque année et environ 450 volcans actifs. Si on tient compte des volcans en sommeil, selon la NASA, au moins 1500 volcans pourraient se réveiller d'un jour à l'autre et menaceraient plus de 500 millions de personnes. On reviendra en détails sur ces formations dans l'article consacré aux volcans et nous décrirons également l'influence des volcans sur le climat.

A lire : Le supervolcan de Yellowstone

Les Champs Phlégréens du Vésuve

Quand les Napolitains vivent dans la caldera d'un supervolcan

Earth On Fire, l'actualité volcanologique

A gauche, l'éruption de l'Etna en novembre 2013 dont voici une vidéo sur YouTube. C'est le stratovolcan actif le plus haut d'Europe, culminant à 3300 m. Ce volcan est dangereux car il émet des laves fluides, des cendres, des coulées pyroclastiques, des jets de vapeur et même des lahars. A droite, la taille du volcan Olympus Mons sur Mars (27 km d'altitude et caldera de 72 km de diamètre) comparée à celle du volcan de Maunea Kea d'Hawaii (10 km d'altitude par rapport au fond océanique) et de l'Everest (8.9 km d'altitude par rapport au niveau de la mer). Documents Alamy et Mark Garlick.

Ajoutons à cette liste les supervolcans dont celui qui couve sous le parc de Yellowstone aux Etats-Unis. Les volcanologues nous disent qu'un jour où l'autre, il se réveillera. Demain, dans 1000 ans ou 10000 ans on l'ignore, mais ce jour là il risque de provoquer un désastre global et de tuer des dizaines de millions de personnes. Il en est de même du supervolcan Toba.

Les fameux Champs Phlégréens qui englobent toute la région de la baie de Pozzuoli à l'ouest de Naples et du Vésuve sont également potentiellement très menaçants car ils cachent la caldera engloutie de 10 km de diamètre d'un supervolcan. S'il venait à exploser, on estime que son énergie sera 40 fois supérieure à l'éruption qui détruisit Pompeien l'an 79 !

Pour ne pas alourdir cet article, nous reviendrons séparément sur les grandes étapes de l'évolution de la Terre et de la vie.

Prochain chapitre

Structure géomagnétique

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