Les volcans des Etats-Unis

Les Etats-Unis comportent, avec les états de la côte Ouest (Californie, Oregon Washington), et de manière plus spectaculaire avec l'Alaska et Hawaii, un grand nombre de volcans.

En effet, le territoire des Etats-Unis comporte des situations géodynamiques assez variées pour avoir des systèmes volcaniques actifs appartenant à différentes catégories. Tous ces édifices volcaniques se situent dans la partie Ouest du pays. Les parties centrale et orientale constituent une plate-forme stable dépourvue de toute activité volcanique.


Figure 1:Carte présentant les volcans potentiellement actifs sur la côte Ouest des Etats-Unis

En schématisant, on trouve, dans l'Ouest de ce pays, trois situations géodynamiques auxquelles correspondent trois systèmes volcaniques différents :

· Le volcanisme des zones de subduction développé dans la chaîne des Cascades et en Alaska


Figure 2 : Situation géodynamique de la chaîne des cascades
(schéma : université de Laval, Québec)

· Le volcanisme de zone d'extension en domaine continental qui caractérise la zone des "Basin and Range" (Est de la Californie)
· Le volcanisme de point chaud à Hawaii

La chaîne des Cascades et l'Alaska : un volcanisme de subduction

Ce volcanisme se caractérise par des édifices centraux, de composition andésitique ou de leurs dérivés plus acides (dacite et rhyolite). Les éruptions y sont rares mais elles sont très violentes car les laves sont visqueuses et riches en gaz. Ces éruptions sont de grande ampleur avec développement de nuées ardentes et panaches de cendres. Ce type d'éruptions peut entraîner des lahars.

La chaîne des Cascades


Figure 3 : Principaux volcans de la chaîne des cascades

Dans la chaîne des Cascades (Nord de la Californie, Oregon et Washnigton), les volcans sont peu actifs mais peuvent donner lieu à des éruptions paroxysmales d'une très grande violence affectant de vastes zones. Le volcan le plus connu de cette zone est le Saint Helens. Son éruption de mai 1980 restera encore longtemps dans les mémoires en raison de sa violence.
En quelques secondes, plusieurs milliers d'hectares de forêt furent totalement anéantis. Des milliers de pins de plusieurs dizaines de mètres de haut furent couchés par le souffle de l'explosion. Les dépôts, issus du panache de cendres et des nuées ardentes, barrèrent le cours de certaines rivières de la région, créant ainsi des lacs et modifiant le réseau hydrographique. Malgré les importantes mesures de prévention et de sécurité, elle fit 50 morts et causa de très grandes pertes économiques, en particulier dans l'industrie du bois.
Un autre volcan de cette région est à l'origine d'une légende indienne : Crater Lake. Les Indiens croyaient que le mont Mazama abritait le dieu du feu, et le mont Shasta, un autre volcan, le dieu de la neige. Evidemment, l’éternel conflit entre les forces du bien et celles du mal éclatèrent, et le mont Mazama fut décapité, faisant place à un énorme gouffre béant, Crater Lake, témoin de la défaite du dieu maléfique.
Les volcanologues découvrirent, beaucoup plus tard, que la formation de la caldeira de Crater Lake remonte à six mille ans et que les Indiens y ont assisté !

L'Alaska

Cette région possède 100 volcans, dont plus de 40 ont été actifs dans les temps historiques. Cela représente 80% des volcans actifs des Etats-Unis et 8% des volcans de la Terre.

La plupart d'entre eux se situent dans les Aléoutiennes, un archipel de 2 500 km de long qui s'étend de l'Alaska au Kamtchatka et qui forme la partie Nord de la Ceinture de Feu du Pacifique. D'autres volcans actifs existent dans les Wrangell Montains (Sud-Est de l'Alaska) ainsi que dans l'intérieur des terres.


Figure 4 : Carte des Aléoutiennes (USGS)



Figure 5 : Eruption strombolienne au Veniaminof (Volcan N° 17 sur la figure 4) (© USGS, Alaska Volcano Observatory)
En Alaska, les édifices volcaniques sont plus nombreux et plus actifs que dans la chaîne des Cascades. Les dangers liés aux volcans de cette zone sont moindres en raison d'une faible densité de population. Seule la ville d'Anchorage présente une concentration de personnes et d'intérêts économiques.
Cependant, les volcans de cette région sont très surveillés car l'Alaska est survolé par de très nombreux avions effectuant les liaisons trans-pacifiques et les panaches de cendres sont corrosifs pour les cockpits et les réacteurs. En outre, les éruptions entraînent aussi la présence de gaz toxiques.
En 1912, l'Alaska fut le siège d'une des plus grandes éruptions du début du XXè siècle, celle du Katmai (N° 3 sur la carte des Aléoutiennes). Culminant à 2 450m d'altitude, il n'était pas répertorié parmi les volcans actifs avant cette date. Cependant, le 6 juin 1912, après une très longue et très violente crise sismique, ce monstre explosa, engendrant une des plus violentes éruptions de l'époque historique.
Cette éruption se déroula sans témoin mais ses effets se firent ressentir sur de grandes distances. A Kodiak (160 km du volcan), les chutes de cendres furent si importantes que les toits des maisons s'effondrèrent. Une obscurité totale s'abattit sur la ville alors que le ciel était déchiré d'éclairs dus à l'électricité statique engendrée par le frottement des cendres volcaniques.
Le bruit de l'explosion fut entendu à 1 600 km à la ronde. L'éruption se termina par la croissance d'un dôme (le Novarupta) de 250 m de diamètre et 60 m de hauteur. Lors de cette éruption, le volcan perdit 400 m d'altitude et son sommet est maintenant découpé par une caldeira de 4 km de diamètre et 600 m de profondeur.



Figure 6 : Vue aérienne du Novarupta, dôme rhyolitique issu de l'éruption du Katmai en 1912
(au centre de la photo)
(© USGS, Alaska Volcano Observatory)

Plus tard, une équipe scientifique fut dépêchée sur place. La vallée de l'Ukak, autrefois verdoyante, était recouverte d'ignimbrites sur 100 mètres d'épaisseur, 5 km de large et 20 km de long. Les scientifiques appelèrent cette région "la Vallée des 10 000 Fumées", en raison des fumerolles qui s'en échappaient et des explosions phréatiques qui s'y produisaient lors du contact de la roche volcanique chaude et de l'eau souterraine.

"Le Basin and Range" : un volcanisme d'extension en domaine continental Plus au Sud, en Californie, on trouve un régime d'extension en domaine continental. Le volcanisme associé est à dominante basaltique (basaltes alcalins, avec leurs dérivés produits par différenciation). Pour l'essentiel, il s'agit d'un volcanisme fissural de faible ampleur. Cependant, localement, il peut donner lieu à des éruptions significatives, avec développement d'édifices centraux et de caldeiras. Ces phénomènes ont notamment lieu à la faveur de croisement de failles.
C'est le cas de Long Valley, une caldeira dont les activités sismique, volcanique et hydrothermale sont très développées.


Figure 7 : Carte de la région de Long Valley (© USGS, Cascades Volcanologic Observatory)
En effet, il y a 760 000 ans, une éruption paroxysmale éjecta plus de 200 kilomètres cubes de magma. Les dépôts recouvrirent toute la Californie et des cendres ont été retrouvées jusque dans le Nebraska.
Ce système volcanique est toujours actif puisque les scientifiques ont déterminé que des éruptions se sont produites il y a 600 ans seulement et qu'entre 1750 et 1850, des éruptions ont eu lieu à Mono Lake (cf. figure 7). De plus, des séismes se produisent très souvent dans cette région. Ils ont pour origine non seulement des mouvements de failles, mais aussi la montée du magma. Ainsi depuis 1978, l'activité sismique va grandissante.
Au début des années 1990, les arbres ont commencé à mourir dans la région de Mammoth Mountain (cf. figure 7).

Des études conduites par l'USGS et l'US Forest Service ont montré que cette mortalité était due à des émanations de CO2 (gaz carbonique) qui suintait à travers le sol. Des analyses isotopiques ont révéléque ce gaz avait une origine magmatique. De telles émanations gazeuses, ainsi que les séismes enregistrés depuis 1978 précédent généralement une éruption volcanique. Cependant, rien ne permet pour le moment de prévoir quand elle aura lieu.

Hawaii : un volcanisme de point chaud

L'archipel d'Hawaii est la référence en ce qui concerne le volcanisme de point chaud. Les points chauds sont des zones situées à l'intérieur des plaques lithosphériques (ici la plaque Pacifique) dans lesquelles se développent un volcanisme basaltique d'origine profonde. L'activité est ici l'expression de surface d'un panache mantellique qui remonte à travers l'asthénosphère. A Hawaii, ce volcanisme a d'abord été sous-marin. Il a abouti à l'édification d'îles. Avec le déplacement de la plaque, il constitue une guirlande d'îles formant la chaîne Empereur-Hawaii dont l'âge augmente en s'éloignant du point chaud. L'île d'Hawaii est la terminaison Sud-Est de cet alignement. C'est aussi la seule île qui soit encore réellement active d'un point de vue volcanique.



Figure 8 : Les volcans de l'île d'Hawaii
La partie sub-aérienne de l'île d'Hawaii est composée de 5 volcans :
· Kohala est le plus petit volcan de l'île et sa dernière éruption date de 60 000 ans. A cause de ce grand laps de temps depuis sa dernière éruption, les géologues pensent qu'il est probablement éteint. Kohala est dans le stade d'érosion. La partie NE du volcan est profondément entamée, produisant des vallées pittoresques comme la fameuse vallée Waipio.
· Mauna Kea est le second plus important volcan de l'île et sa dernière éruption date de 3 500 ans. Le Mauna Kea est considéré comme endormi. Le Mauna Kea est dans le stade de recouvrement et ses flancs sont plus escarpés que ceux du Mauna Loa et du Kilauea. Il n'y a pas de zone de rift prononcée. Cependant, l'alignement des cônes de cendres suggère un zone de rift s'étendant vers l'Ouest, le Sud et l'Est. Des ravins se sont développés sur le flanc NE du volcan.
· Hualalai est le second plus petit volcan. La dernière éruption du Hualalai sur la zone de rift NW date de 1800-1801, envoyant de la lave dans l'océan. Comme la dernière éruption du Hualalai date des temps historiques, il est considéré comme un volcan actif. Deux autres zones de rift s'orientent vers le N et le SE. La ville touristique de Kailua est sur le flanc SW de ce volcan. Hualalai est dans le stade de recouvrement.
· Mauna Loa est le plus grand volcan du monde, atteignant plus de 9 100 m d'altitude au-dessus du plancher océanique et a un volume de près de 40 000 Km3. Parmi les plus récentes éruptions on trouve celle de 1975. Le Mauna Loa est dans le stade de construction de bouclier. Le sommet de la caldeira est appelé Mokuaweoweo, et les zones de rift s'étendent vers le NE et le SW.
· Kilauea est le plus jeune volcan de l'île. Il a une forme de bouclier, une caldeira sommitale contenant un pit cratère appelé Halemaumau, et une zone de rift E et SW. Le Kilauea est en éruption continuellement depuis 1983. Environ 90% de la surface du Kilauea a moins de 1 100 ans. Les plus anciennes roches visibles datent de 22 000 ans. L'observatoire volcanologique hawaiien de l'U.S. Geological Survey et le Centre des Visiteurs du service du National Park du Kilauea et le Musée Jaggar sont au sommet du volcan.

Deux autres volcans s'ajoutent à la base sous-marine de l'île : · Mahukona fut le premier volcan à sortir au-dessus du niveau de la mer pour former l'île d'Hawaii. On estime que l'île émergeât de l'océan il y a 800 000 ans. A la fin du stade de construction de bouclier, il y a environ 465 000 ans, le volcan avait 235 m d'altitude. Mahukona s'enfonce à une vitesse de 2,4 mm/an. Sa profondeur actuelle est de 1 335 mètres.
· Loihi est le plus jeune volcan à faire partie de l'île d’ Hawaii. Le sommet de Loihi culmine à 969 m sous le niveau de la mer, à 28 km au SE de l'île. Il se développe sur le flanc sous-marin du Kilauea. Loihi a une caldeira sommitale. Les zones de rift sont orientées vers le NW et le SE. Les tremblements de terre indiquent que Loihi est un volcan actif. Un jour il émergera pour former une nouvelle île ou en étant le prolongement de l'actuelle île d'Hawaii.

Références

· Guide encyclopédique des volcans, P. Barois, Coll. "Les Guides du Naturaliste", éd. Delachaux et Niestlé, 416 p.
· Alaska Volcano Observatory, http://www.avo.alaska.edu/
· Cascades Volcano Observatory, http://vulcan.wr.usgs.gov/home.html
· Long Valley Observatory, http://lvo.wr.usgs.gov/
· Hawaiian Volcano Observatory, http://hvo.wr.usgs.gov
· Vulcania, http://vulcania.fr
· Université du Nord Dakota,
http://membres.lycos.fr/volcanogeol/hawaii/index.htm