Lave

La lave est de la roche en fusion qui a percé la surface de la Terre par un évent ou une fissure volcanique. Tant qu’il est sous la croûte, ce matériau en fusion est appelé magma ; lors de l’éruption, il est reclassé comme lave. Cette distinction est cruciale en géologie non seulement pour la sémantique, mais parce que la perte de gaz dissous en atteignant la surface modifie fondamentalement les propriétés physiques du matériau.

Composition Chimique et Classification

La lave est principalement composée de minéraux silicatés, et son comportement est dicté par sa teneur en silice (SiO₂). Les géologues classent la lave en trois principaux types chimiques :

• Felsique (Rhyolitique) : Teneur élevée en silice (>63 %). Ces laves sont extrêmement visqueuses (épaisses) et ont des températures relativement basses (650 °C à 800 °C). Parce qu’elles piègent facilement les gaz, elles sont souvent associées à des éruptions explosives plutôt qu’à des écoulements fluides. Elles forment des dômes de lave visqueux et peuvent produire de la pierre ponce et de l’obsidienne.
• Intermédiaire (Andésitique) : Teneur modérée en silice (52 % à 63 %). Courantes dans les stratovolcans, les coulées de lave andésitique sont épaisses et en blocs, ne voyageant souvent pas loin de l’évent. Elles caractérisent les éruptions de la ceinture de feu du Pacifique.
• Mafique (Basaltique) : Teneur faible en silice (45 % à 52 %) et riche en fer et magnésium. Ces laves sont les plus chaudes (1 000 °C à 1 200 °C) et les moins visqueuses, ce qui leur permet de s’écouler rapidement sur de grandes distances — parfois des dizaines de kilomètres depuis leur source.

Rhéologie et Viscosité

La viscosité de la lave — sa résistance à l’écoulement — est sa propriété physique la plus significative. Elle détermine la forme du volcan et le style de l’éruption. La viscosité est régie par trois facteurs principaux :

1. Teneur en silice : Plus la teneur en silice est élevée, plus le liquide est polymérisé (les atomes de silicium forment de longues chaînes qui entravent l’écoulement) et donc visqueux.
2. Température : Une lave plus chaude est moins visqueuse ; une lave refroidissant devient plus épaisse.
3. Teneur en gaz : Les bulles de gaz dans la lave modifient sa densité et son comportement rhéologique.

À mesure que la lave refroidit, elle devient plus visqueuse. Cependant, la structure interne de la coulée permet au cœur de rester chaud et fluide tandis que la croûte durcit, créant des tunnels de lave qui isolent la coulée et lui permettent de voyager sur des dizaines de kilomètres depuis la source. Cette efficacité est la raison pour laquelle les volcans boucliers, construits à partir de lave basaltique fluide, ont des pentes si larges et douces.

Morphologies : Textures de Surface

La façon dont la lave se solidifie crée des textures de surface distinctes, particulièrement bien étudiées dans les coulées basaltiques. Les termes hawaïens pour ces textures sont devenus la norme internationale en volcanologie :

1. Pahoehoe : Caractérisé par une surface lisse, ondulée ou cordée. Le Pahoehoe se forme à partir de lave chaude et très fluide avec un débit relativement faible. À mesure que la peau refroidit, le flux continu en dessous l’entraîne dans des plis en forme de corde. Le pahoehoe peut aussi former des lacs de lave en miniature ou des toits de tunnels très fins, parfois translucides.
2. ‘A’a : Une surface rugueuse et déchiquetée composée de blocs de lave meubles et brisés appelés clinkers. L”A’a se forme lorsque la lave est légèrement plus froide et a un débit plus élevé. La croûte se brise en morceaux tranchants alors que le noyau se déplaçant plus rapidement l’entraîne. Marcher sur de la lave ‘a’a est extrêmement difficile et bruyant — le nom onomatopéique viendrait des cris des Hawaïens qui marchaient pieds nus dessus.
3. Lave en Coussins (Pillow Lava) : Créée lorsque la lave entre en éruption sous l’eau. Le refroidissement quasi instantané provoque l’extrusion de la lave en lobes arrondis en forme d’oreiller, les uns sur les autres. C’est le type de formation volcanique le plus courant sur Terre, couvrant la quasi-totalité du fond océanique le long des 60 000 km de dorsales médio-océaniques.
4. Lave en Blocs : Courante dans les coulées andésitiques ou rhyolitiques, où la lave est trop épaisse pour former des clinkers lisses. Au lieu de cela, elle se fracture en blocs massifs aux faces lisses. Ces coulées avancent lentement, parfois de quelques mètres par heure seulement.

Les Tunnels de Lave

Les tunnels de lave (lava tubes) sont l’une des structures volcaniques les plus impressionnantes et les moins visibles. Ils se forment lorsque la surface d’une coulée de pahoehoe se solidifie tout en maintenant un noyau liquide en mouvement. Lorsque l’éruption s’arrête, le tube se vide, laissant un tunnel souvent orné de stalactites de lave (lavacicles) sur son plafond.

• Le tunnel de lave Kazumura à Hawaï est le plus long du monde : 65,5 km de long pour des passages parfois hauts de 18 m.
• Les tunnels de lave de Lanzarote (Canaries), notamment le Jameos del Agua, abritent des espèces cavernicoles endémiques et sont ouverts aux touristes.
• Sur la Lune et Mars, des structures similaires ont été détectées — les tunnels de lave de Mars pourraient potentiellement offrir un abri contre le rayonnement cosmique pour des missions habitées futures.

Le Cycle de Vie de la Lave

Après l’éruption, la lave agit comme une force constructive. Elle ajoute de nouvelles masses terrestres aux îles et aux continents : depuis 1983, les éruptions du Kīlauea ont ajouté plus de 2,4 km² de terres nouvelles à la côte de la Grande Île d’Hawaï.

À l’échelle des temps géologiques, l’altération de la lave basaltique produit certains des sols les plus fertiles de la planète, riches en fer, magnésium et phosphore. Cette fertilité est une raison principale pour laquelle les civilisations agricoles se sont historiquement installées près des zones volcaniques actives — les pentes du Vésuve, de l’Etna ou du Merapi sont intensément cultivées malgré les risques inhérents, car la population locale a tiré un bénéfice agronomique important de ces sols enrichis par des siècles d’éruptions.

Vitesses des Coulées de Lave

La vitesse d’une coulée de lave varie considérablement selon sa composition et la topographie :

• Lave basaltique très fluide : Peut atteindre 60 km/h dans des canaux bien formés, mais généralement 5 à 20 km/h sur terrain plat.
• Lave andésitique ou dacitique : Progresse souvent à seulement quelques mètres par jour.
• Lave rhyolitique : Peut former des dômes qui « suintent » à peine, de quelques centimètres par jour.

Cette grande variation dans les vitesses explique pourquoi certaines coulées permettent l’évacuation ordonnée des populations, tandis que d’autres, comme celles du Nyiragongo, peuvent surprendre des habitants à pied.