8Volcans et séismes : un premier regard

Lundi soir, les informations montrent un volcan sur une île lointaine. Dans la nuit, une fontaine de roche orange incandescente jaillit d’une fissure du sol, et des rivières de feu descendent lentement la pente jusqu’à la mer, en sifflant et en fumant. Jeudi, les informations montrent un autre endroit : une petite ville où, à l’aube, le sol a tremblé pendant une demi-minute. Des cheminées sont tombées dans la rue, et une vieille maison a glissé de ses fondations.

Deux événements très différents. Pourtant, tous deux viennent des profondeurs de la Terre et, nous allons le voir, tous deux se produisent bien plus souvent dans certaines régions du monde que dans d’autres.

Tu sais déjà

Les montagnes, les collines, les vallées et les plaines sont les formes du relief (Chapitre 2). Les terres de la Terre sont rassemblées en sept continents, entre cinq océans ; le Pacifique est le plus grand océan (Chapitre 6).

8.1 Un volcan entre en éruption

Loin sous nos pieds, la Terre est très chaude. À certains endroits, la roche y est si chaude qu’elle a fondu. Cette roche fondue est plus légère que la roche solide qui l’entoure : elle monte donc lentement, comme un bouchon dans l’eau. Là où elle trouve un chemin jusqu’à la surface, un volcan naît.

Définition 8.1 (Volcan)

Un volcan est un endroit où de la roche fondue venue des profondeurs de la Terre sort à la surface, ainsi que la colline ou la montagne que la roche fondue y construit, couche après couche.

Définition 8.2 (Éruption, lave et cendres volcaniques)

Une éruption est le moment où un volcan rejette de la roche fondue, des cendres et des gaz. La lave est de la roche fondue qui se répand à la surface ; elle coule, puis se refroidit et durcit en une roche nouvelle. Les cendres volcaniques sont faites de minuscules morceaux de roche et de verre projetés dans l’air par une éruption ; elles retombent comme une neige grise.

Les éruptions ne se ressemblent pas toutes. Dans certaines, la lave est fluide : elle s’écoule tranquillement en rivières incandescentes qui peuvent couler sur des kilomètres, parfois jusqu’à la mer. Dans d’autres, la roche fondue est épaisse et pleine de gaz, comme une bouteille de boisson gazeuse qu’on a secouée : quand elle jaillit, elle explose en une immense colonne de cendres qui monte très haut dans le ciel.

Exemple 8.3 (Le mont Saint Helens, 1980)

Au printemps 1980, un renflement a grossi sur le flanc du mont Saint Helens, poussé par la roche fondue qui montait à l’intérieur de la montagne. Le matin du 18 mai, un petit séisme a secoué la montagne, le renflement s’est effondré en un gigantesque glissement de terrain, et le volcan a explosé vers le côté et vers le haut. Les 400 mètres du sommet de la montagne avaient disparu : le sommet était devenu un immense cratère.

8.2 Le sol tremble

Les roches loin sous nos pieds ne sont pas parfaitement immobiles. Très lentement, elles sont poussées et tirées. Elles se plient un peu, comme une règle que l’on pousse par les deux bouts — jusqu’à ce que, brusquement, elles se cassent et glissent. La secousse fait trembler le sol sur des kilomètres à la ronde.

Définition 8.4 (Séisme)

Un séisme, ou tremblement de terre, est une secousse brutale du sol, causée par des roches qui se cassent et glissent en profondeur.

Un séisme ne dure en général que quelques secondes, parfois une minute ou deux pour les plus forts. La plupart des séismes sont si faibles que personne ne les sent : seuls des instruments les remarquent. Un séisme fort peut faire onduler le sol comme le pont d’un bateau, fissurer les routes et faire tomber des murs et des maisons.

Remarque 8.5 (À quelle fréquence ?)

Les géologues tiennent la liste de tous les grands séismes de la Terre. Sur les 50 années de 1976 à 2025, cette liste compte 7 031 grands séismes (assez forts pour endommager les bâtiments proches) : environ 141 par an, soit presque 3 chaque semaine. Les plus forts de tous, qui peuvent détruire des villes entières, sont environ 14 par an. Sur la même Terre, environ 1 200 volcans sont entrés en éruption depuis une douzaine de milliers d’années.

8.3 Où se produisent les volcans et les séismes

Si les volcans et les séismes se produisaient n’importe où, au hasard, les points seraient répartis régulièrement sur un planisphère. Ce n’est pas le cas.

La carte ci-dessous montre une disposition frappante. La plupart des volcans et des grands séismes se trouvent sur de longues bandes étroites. La plus longue fait le tour de l’océan Pacifique : de la Nouvelle-Zélande, elle remonte par l’Indonésie, les Philippines et le Japon, passe en Alaska, puis descend tout le long de la côte ouest des Amériques jusqu’à la pointe du Chili. À cause de ses nombreux volcans, on l’appelle souvent la « ceinture de feu ».

Exemple 8.6 (On compte sur la carte)

Nous avons compté les points qui se trouvent dans l’anneau ombré (à moins de 500 kilomètres de sa ligne médiane). Sur les 1 214 volcans, 837 sont dans l’anneau : environ 2 sur 3. Sur les 696 très grands séismes, 532 sont dans l’anneau : environ 3 sur 4. L’anneau ne couvre qu’une petite partie de la Terre, mais il contient la plupart de ses volcans et de ses séismes.

D’autres bandes sont plus petites : l’une traverse le sud de l’Europe et de l’Asie, de la mer Méditerranée à l’Himalaya ; d’autres parcourent le milieu des océans, où les volcans sont cachés sous l’eau. Certains endroits, comme Hawaï, ont des volcans loin de toute bande. Pourquoi les bandes se trouvent là où elles sont, c’est la question du Chapitre 18 : la réponse explique la forme de toute la carte.

8.4 Se mettre en sécurité

Personne ne peut empêcher une éruption ou un séisme. Mais savoir quoi faire sauve des vies.

Sécurité

Pendant un séisme. Dès que tu sens le sol trembler : baisse-toi sur les mains et les genoux ; abrite-toi : protège ta tête et ta nuque avec ton bras, et glisse-toi sous une table ou un bureau solide s’il y en a un près de toi ; agrippe-toi à lui jusqu’à la fin des secousses. Ne cours pas dehors pendant que le sol tremble, et ne te mets pas dans l’encadrement d’une porte : les éclats de verre et les objets qui tombent sont le principal danger. Quand tout s’arrête, quitte le bâtiment calmement, comme lors des exercices à l’école.

Près d’un volcan. Des scientifiques surveillent les volcans qui peuvent se réveiller. S’ils annoncent qu’une éruption approche, les autorités demandent aux habitants de quitter la zone. Suis leurs consignes tout de suite, et ne t’approche jamais pour regarder.

8.5 Exercices

Exercice 8.1 ★

Lave, cendres ou gaz ? (a) une rivière de roche fondue incandescente qui descend une pente ; (b) de minuscules morceaux de roche projetés dans le ciel, qui retombent comme une neige grise ; (c) quelque chose d’invisible qui s’échappe du volcan avec les cendres.

Solution

Solution de Exercice 8.1.

(a) De la lave. (b) Des cendres volcaniques. (c) Des gaz.

Exercice 8.2 ★

Qu’est-ce qu’un séisme ? Dure-t-il des heures, ou des secondes ?

Solution

Solution de Exercice 8.2.

Un séisme est une secousse brutale du sol, causée par des roches qui se cassent et glissent en profondeur. Il dure quelques secondes (une minute ou deux pour les plus forts), pas des heures.

Exercice 8.3 ★

Remets les trois gestes dans l’ordre : s’agripper ; se baisser ; s’abriter.

Solution

Solution de Exercice 8.3.

Se baisser, s’abriter, s’agripper.

Exercice 8.4 ★

Sur la carte de la page 53, autour de quel océan se trouvent la plupart des volcans ?

Solution

Solution de Exercice 8.4.

Autour de l’océan Pacifique.

Exercice 8.5 ★

Vrai ou faux ? (a) La plupart des séismes sont trop faibles pour être ressentis. (b) La lave reste liquide pour toujours. (c) Quand le sol tremble, le plus sûr est de courir dehors.

Solution

Solution de Exercice 8.5.

(a) Vrai : seuls les instruments remarquent la plupart d’entre eux. (b) Faux : la lave se refroidit et durcit en une roche nouvelle. (c) Faux : courir pendant que le sol tremble est dangereux (on peut tomber, et des éclats de verre et des objets tombent des bâtiments) ; il faut se baisser, s’abriter et s’agripper.

Exercice 8.6 ★

Regarde le dessin du volcan de la page 51. D’où vient la roche fondue ? Par où sort-elle ?

Solution

Solution de Exercice 8.6.

Elle vient des profondeurs, sous le volcan, là où la roche a fondu. Elle monte par le milieu du volcan et sort au sommet.

Exercice 8.7 ★★

Sur la carte, trouve : (a) un pays des Amériques qui a de nombreux volcans sur toute sa longueur ; (b) un groupe d’îles au milieu de l’océan Pacifique, avec des volcans, qui n’est pas sur l’anneau.

Solution

Solution de Exercice 8.7.

(a) Le Chili (le Pérou, l’Équateur ou le Mexique conviennent aussi) : ses volcans s’alignent sur toute sa longueur, près de la côte du Pacifique. (b) Hawaï, au milieu de l’océan Pacifique, loin de l’anneau ombré.

Exercice 8.8 ★★

Il se produit environ 141 grands séismes par an. Environ combien cela fait-il par mois ? (Une année a 12 mois ; donne un nombre entier.)

Solution

Solution de Exercice 8.8.

$141 \div 12$ fait un peu moins de 12 (car $12 \times 12 = 144$) : environ 12 grands séismes par mois.

Exercice 8.9 ★★

Environ 3 très grands séismes sur 4 se produisent dans l’anneau autour du Pacifique. Sur 20 très grands séismes, environ combien t’attends-tu à en trouver dans l’anneau ? Et en dehors ?

Solution

Solution de Exercice 8.9.

Sur 20, un quart fait 5, donc trois quarts font $3 \times 5 = 15$ : environ 15 dans l’anneau, et environ $20 - 15 = 5$ en dehors.

Exercice 8.10 ★★

Pendant un exercice d’alerte au séisme, Léo court se placer dans l’encadrement de la porte de la classe. Qu’aurait-il dû faire à la place, et pourquoi ?

Solution

Solution de Exercice 8.10.

Il aurait dû se baisser sur les mains et les genoux, protéger sa tête et sa nuque sous sa table, et s’y agripper jusqu’à la fin des secousses. L’encadrement d’une porte ne le protège pas des objets qui tombent ou qui sont projetés, et courir pendant que le sol tremble peut le faire tomber.

Exercice 8.11 ★★★

Sur les 1 214 volcans de la carte, 837 sont dans l’anneau autour du Pacifique. Combien sont en dehors ? « Environ 2 sur 3 » est-il une bonne façon de décrire la part qui est dans l’anneau ? (Indice : combien font les deux tiers de 1 200 ?)

Solution

Solution de Exercice 8.11.

En dehors de l’anneau : $1214 - 837 = 377$ volcans. Un tiers de 1 200 fait 400, donc les deux tiers de 1 200 font 800. L’anneau en contient 837, un peu plus que 800 sur environ 1 200 : « environ 2 sur 3 » est une bonne description.