Contenu
- Qu'est-ce qu'une caldera?
- Collapse Calderas
- Calderas Explosives
- La chaîne de supervolcan et de caldera de Yellowstone
- Le Supervolcan Toba
Crater Lake Caldera: Vue satellite du lac Crater, l’une des plus célèbres calderas au monde. Le lac Crater s'est formé il y a environ 7700 ans lorsqu'une éruption volcanique massive du mont Mazama a vidé une grande chambre magmatique au-dessous de la montagne. La roche fracturée au-dessus de la chambre magmatique s'est effondrée pour former un cratère massif de plus de six milles. Des siècles de pluie et de neige ont rempli la caldera, créant le lac Crater. Avec une profondeur de 594 mètres (1949 pieds), Crater Lake est le lac le plus profond des États-Unis et le neuvième plus profond du monde. L'image ci-dessus a été produite à l'aide des données Landsat GeoCover de la NASA. Agrandir l'image.
Qu'est-ce qu'une caldera?
Les calderas comptent parmi les caractéristiques les plus spectaculaires de la planète. Ce sont de grands cratères volcaniques qui se forment par deux méthodes différentes: 1) une éruption volcanique explosive; ou 2) effondrement de roches superficielles dans une chambre de magma vide.
L'image qui l'accompagne est une vue satellite de l'une des plus célèbres calderas - le lac Crater de l'Oregon. Le lac Crater s'est formé il y a environ 7700 ans lorsqu'une énorme éruption volcanique du mont Mazama a vidé une grande chambre magmatique au-dessous de la montagne. La roche fracturée au-dessus de la chambre magmatique s'est effondrée pour former un cratère massif de plus de six milles. Des siècles de pluie et de neige ont rempli la caldera, créant le lac Crater. Avec une profondeur de 594 mètres (1949 pieds), Crater Lake est le lac le plus profond des États-Unis et le neuvième plus profond du monde.
Collapse Calderas
Des calderas en collapsus se forment lorsqu'une grande chambre magmatique est vidée par une éruption volcanique ou par un mouvement magma sous-jacent. La roche non supportée qui forme le toit de la chambre magmatique s’effondre ensuite pour former un grand cratère. Crater Lake et de nombreuses autres calderas se seraient formés selon ce processus.
L'illustration ci-dessous en quatre étapes explique comment on pense que la caldera de Crater Lake s'est formée. La vidéo sur cette page montre un modèle de table de formation de caldera. Ce serait une excellente activité pour les enseignants avec leurs élèves ou ils pourraient simplement montrer la vidéo en utilisant une projection sur ordinateur.
Démonstration de Caldera: Cette vidéo montre une activité d'enseignement qui montre clairement comment se forme une caldera. Il peut être difficile d’expliquer ou de dessiner comment se forme une caldera. Ce modèle de table est une excellente démonstration. Les enseignants peuvent faire cette activité avec leurs élèves ou simplement montrer la vidéo en classe en utilisant une projection par ordinateur. Dina Venezky et Stephen Wessells, 2010, modèle de démonstration Caldera: rapport de dossier ouvert de la Commission géologique des États-Unis, 2010-1173.
Eruptions explosives à Kilauea: Plusieurs éruptions explosives de Kilaueas antérieures à 1924, qui ont produit d'importants dépôts de cendres, se sont probablement produites lorsque le cratère du sommet des volcans était si profond que son sol était sous la nappe phréatique, laissant les eaux souterraines s'infiltrer pour former un lac. Chaque fois que le magma faisait irruption dans l’eau du lac, de violentes explosions de vapeur et de gaz volcaniques en résultaient, le fragmentant en minuscules particules de cendres et projetant hors du cratère des nuages de vapeur chargés de cendres extrêmement chauds et extrêmement chauds. Image et légende par USGS.
Eruptions de cendres et de pierre ponce: L'éruption cataclysmique a débuté par un évent situé du côté nord-est du volcan sous la forme d'une colonne de cendres imposante, avec des écoulements pyroclastiques s'étendant vers le nord-est. Effondrement de la caldera: Au fur et à mesure de l'éruption de magma, des fissures se sont ouvertes autour du sommet, qui a commencé à s'effondrer. Des fontaines de pierre ponce et de cendres entouraient le sommet en chute libre, et des coulées pyroclastiques coulaient le long des flancs du volcan. Explosions de vapeur: Une fois la poussière retombée, la nouvelle caldera avait un diamètre de 8 km et une profondeur de 1,6 km. Les eaux souterraines interagissaient avec les dépôts chauds, provoquant des explosions de vapeur et de cendres. Aujourd'hui: Au cours des cent premières années qui ont suivi l'éruption cataclysmique, de nouvelles éruptions ont construit l'île Wizard, Merriam Cone et la plate-forme centrale. La nouvelle caldera a été remplie d’eau pour former le lac le plus profond des États-Unis. Figure modifiée à partir des diagrammes au dos de la carte USGS de 1988 "Parc national du lac Crater et environs, Oregon." Illustration et légende du United States Geological Survey.
Calderas Explosives
Des calderas explosives se forment lorsque de très grandes chambres magmatiques remplies de matière fondue riche en silice et de gaz abondants remontent de la profondeur. Les magmas riches en silice ont une viscosité très élevée qui leur permet de retenir des bulles de gaz sous des pressions très élevées. À mesure qu'ils remontent à la surface, la réduction de la pression provoque l'expansion des gaz. En cas de coupure, il peut en résulter une énorme explosion qui emporte de gros volumes de roche pour former la caldera. Certaines de ces explosions rejettent plusieurs kilomètres cubes de magma et de roches.
Chaîne Caldera Yellowstone: La caldera actuelle à Yellowstone est la plus récente d’une série d’éruptions qui ont duré des millions d’années. La plaque nord-américaine se déplace vers l'ouest au-dessus d'un point chaud immobile. Au fur et à mesure que la plaque se déplace, le point chaud provoque une énorme éruption (et une grande caldera) tous les quelques millions d'années. Cela a produit des laves basaltiques régionales et une chaîne de groupes de caldera rhyolitiques (cercles, avec des âges de plusieurs millions d'années) le long du tracé du point chaud de Yellowstone. Image par USGS.
La chaîne de supervolcan et de caldera de Yellowstone
Le parc national de Yellowstone est célèbre dans le monde entier pour ses geysers et ses sources chaudes. Ces caractéristiques thermiques sont des preuves faciles à observer d’un système de magma actif sous le parc. Ce système magma a produit certaines des plus grandes éruptions volcaniques de l’histoire de la Terre - des éruptions si importantes qu’elles ont été appelées «supervolcans». L'une de ces éruptions a entraîné la formation d'une caldeira sur une cinquantaine de kilomètres qui recouvre la majeure partie du parc national de Yellowstone.
Le Supervolcan Toba
Il y a environ 73 000 ans, l'éruption de Toba sur l'île de Sumatra, en Indonésie, a provoqué ce que l'on pense être la plus grande éruption explosive sur Terre au moins depuis 25 millions d'années.
On pense que l’explosion de Toba a déforesté une grande partie du centre de l’Inde, à environ 3 000 km du site de l’éruption. L’explosion aurait projeté environ 800 kilomètres cubes de cendres dans l’atmosphère, produisant un cratère de 100 kilomètres de long et de 35 kilomètres de large. Le cratère est maintenant le site du plus grand lac volcanique du monde.
Calderas sur d'autres planètes: Caldeira complexe au sommet du volcan Olympus Mons - un volcan bouclier qui est la plus haute caractéristique de Mars. Cette caldera est très similaire au complexe caldera situé au sommet du plus grand volcan bouclier de la Terre, le volcan Mauna Loa, sur l’île de Hawaii. Image de la NASA.
Toba Caldera: Image Landsat GeoCover de la caldera formée par le Supervolcan Toba. C'est maintenant le plus grand lac volcanique du monde. L'image ci-dessus a été produite à l'aide des données Landsat GeoCover de la NASA. Agrandir l'image.
Volcan Mauna Loa: Caldera Mokuaweoweo enneigée au sommet du volcan bouclier du Mauna Loa (Mauna Kea en arrière-plan) sur l'île d'Hawaï. La caldera a une largeur de 3 x 5 km et une profondeur de 183 m. On estime qu'elle s'est effondrée il y a 600 à 750 ans. Plusieurs cratères dans la partie supérieure du rift sud-ouest du Mauna Loa (en bas à droite) se sont également formés par l’effondrement du sol. Image et légende par USGS. Agrandir l'image.
Aniakchak Caldera en Alaska: Aniakchak Caldera, située dans la chaîne des Aléoutiennes en Alaska, s'est formée lors d'une énorme éruption explosive qui a expulsé plus de 50 km3 de magma il y a environ 3 450 ans. La caldera a un diamètre de 10 kilomètres et une profondeur de 500 à 1 000 mètres. Les éruptions subséquentes ont formé des dômes, des cônes de scories et des fosses d’explosion sur le sol de la caldera. Agrandir l'image.
Explosivité volcanique est une méthode de comparaison de la taille des éruptions volcaniques explosives en estimant le volume de matériau éjecté. Notre article sur «l'indice d'explosivité volcanique» présente une comparaison graphique des supervolcans du lac Crater, de Toba et de Yellowstone.