Les volcans sont réputés pour leur pouvoir destructeur. En fait, il y a peu de forces de la nature qui rivalisent avec leur puissance pure et impressionnante, ou qui ont laissé un impact aussi important sur la psyché humaine. Qui n'a pas entendu parler des contes du mont. Le Vésuve éclate et enterre Pompéi? Il y a aussi l'éruption minoenne, l'éruption qui a eu lieu au 2ème millénaire avant notre ère sur l'île de Santorin et a dévasté la colonie minoenne là-bas.
Au Japon, à Hawaï, en Amérique du Sud et dans tout le Pacifique, il existe d'innombrables cas d'éruptions qui ont des conséquences terribles. Et qui peut oublier les éruptions modernes comme le mont St. Helens? Mais cela vous surprendrait-il de savoir que malgré leur pouvoir destructeur, les volcans ont en fait leur part d'avantages? De l'enrichissement du sol à la création de nouvelles masses continentales, les volcans sont également une force productive.
Enrichissement du sol:
Les éruptions volcaniques entraînent la dispersion des cendres sur de vastes zones autour du site d'éruption. Et selon la chimie du magma à partir duquel il a éclaté, ces cendres contiendront des quantités variables de nutriments du sol. Alors que les éléments les plus abondants dans le magma sont la silice et l'oxygène, les éruptions entraînent également la libération d'eau, de dioxyde de carbone (CO²), de dioxyde de soufre (SO²), de sulfure d'hydrogène (H²S) et de chlorure d'hydrogène (HCl), entre autres.
De plus, les éruptions libèrent des morceaux de roche tels que la potolivine, le pyroxène, l'amphibole et le feldspath, qui sont à leur tour riches en fer, en magnésium et en potassium. En conséquence, les régions qui ont de grands dépôts de sol volcanique (c'est-à-dire les pentes des montagnes et les vallées à proximité des sites d'éruption) sont assez fertiles. Par exemple, la plupart de l'Italie a des sols pauvres constitués de roches calcaires.
Mais dans les régions autour de Naples (le site du mont Vésuve), il y a des étendues fertiles de terres qui ont été créées par des éruptions volcaniques qui ont eu lieu il y a 35 000 et 12 000 ans. Le sol de cette région est riche car l'éruption volcanique dépose les minéraux nécessaires, qui sont ensuite altérés et dégradés par la pluie. Une fois absorbés dans le sol, ils deviennent un apport constant de nutriments pour la vie végétale.
Hawaï est un autre endroit où le volcanisme a conduit à un sol riche, qui à son tour a permis l'émergence de communautés agricoles prospères. Entre le XVe et le XVIIIe siècle sur les îles de Kauai, O’ahu et Molokai, la culture de cultures comme les taros et les patates douces a permis l'essor de puissantes chefferies et l'épanouissement de la culture que nous associons aujourd'hui à Hawaï.
Formations des terres volcaniques:
En plus de disperser les cendres sur de grandes surfaces, les volcans poussent également des matériaux à la surface, ce qui peut entraîner la formation de nouvelles îles. Par exemple, toute la chaîne d'îles hawaïennes a été créée par les éruptions constantes d'un seul point chaud volcanique. Pendant des centaines de milliers d'années, ces volcans ont percé la surface de l'océan et sont devenus des îles habitables, et des arrêts de repos lors de longs voyages en mer.
C'est le cas dans tout le Pacifique, où des chaînes d'îles telles que la Micronésie, les îles Ryukyu (entre Taiwan et le Japon), les îles Aléoutiennes (au large des côtes de l'Alaska), les îles Mariannes et l'archipel de Bismark se sont toutes formées le long d'arcs qui sont parallèles et proches d'une frontière entre deux plaques tectoniques convergentes.
Il en va de même pour la Méditerranée. Le long de l'Arc hellénique (en Méditerranée orientale), des éruptions volcaniques ont conduit à la création des îles Ioniennes, de Chypre et de la Crète. L'arc sud de la mer Égée, à proximité, a conduit à la formation d'Égine, de Methana, de Milos, de Santorin et de Kolumbo, et de Kos, Nisyros et Yali. Et dans les Caraïbes, l'activité volcanique a conduit à la création de l'archipel des Antilles.
Là où ces îles se sont formées, des espèces uniques de plantes et d'animaux ont évolué vers de nouvelles formes sur ces îles, créant des écosystèmes équilibrés et conduisant à de nouveaux niveaux de biodiversité.
Minéraux et pierres volcaniques:
Un autre avantage pour les volcans sont les pierres précieuses, les minéraux et les matériaux de construction mis à disposition par les éruptions. Par exemple, des pierres comme la cendre volcanique ponce et la perlite (verre volcanique) sont toutes extraites pour diverses utilisations commerciales. Il s'agit notamment d'agir comme abrasifs dans les savons et les nettoyants domestiques. Les cendres volcaniques et la pierre ponce sont également utilisées comme agrégats légers pour la fabrication du ciment.
Les meilleures qualités de ces roches volcaniques sont utilisées dans les polissages métalliques et pour le travail du bois. La pierre ponce broyée et moulue est également utilisée pour l'isolant en vrac, les auxiliaires de filtration, la litière pour volaille, le conditionneur de sol, le composé de balayage, le support d'insecticide et le revêtement routier noir.
La perlite est également utilisée comme agrégat dans le plâtre, car elle se dilate rapidement lorsqu'elle est chauffée. Dans les murs préfabriqués, il est également utilisé comme agrégat dans le béton. Le basalte concassé et la diasbase sont également utilisés pour le métal routier, le ballast de chemin de fer, les granules de toiture ou comme dispositifs de protection pour les rives (enrochement). Du basalte à haute densité et des agrégats de diabase sont utilisés dans les écrans de béton des réacteurs nucléaires.
La cendre volcanique durcie (appelée tuf) est un matériau de construction particulièrement solide et léger. Les anciens Romains ont combiné le tuf et la chaux pour faire un béton solide et léger pour les murs et les bâtiments. Le toit du Panthéon de Rome est fait de ce type de béton car il est très léger.
Les métaux précieux que l'on trouve souvent dans les volcans sont le soufre, le zinc, l'argent, le cuivre, l'or et l'uranium. Ces métaux ont un large éventail d'utilisations dans les économies modernes, allant de la métallurgie fine, des machines et de l'électronique à l'énergie nucléaire, à la recherche et à la médecine. Les pierres précieuses et les minéraux que l'on trouve dans les volcans comprennent les opales, l'obsidienne, l'agate de feu, la fluorite, le gypse, l'onyx, l'hématite et autres.
Refroidissement global:
Les volcans jouent également un rôle essentiel dans le refroidissement périodique de la planète. Lorsque des cendres volcaniques et des composés comme le dioxyde de soufre sont libérés dans l'atmosphère, ils peuvent renvoyer certains des rayons du soleil dans l'espace, réduisant ainsi la quantité d'énergie thermique absorbée par l'atmosphère. Ce processus, appelé «dimming global», a donc un effet de refroidissement sur la planète.
Le lien entre les éruptions volcaniques et le refroidissement global fait l'objet d'études scientifiques depuis des décennies. Pendant ce temps, plusieurs baisses ont été observées dans les températures mondiales après de grandes éruptions. Et bien que la plupart des nuages de cendres se dissipent rapidement, la période prolongée occasionnelle de températures plus fraîches a été attribuée à des éruptions particulièrement importantes.
En raison de ce lien bien établi, certains scientifiques ont recommandé que du dioxyde de soufre et d'autres soient libérés dans l'atmosphère afin de lutter contre le réchauffement climatique, un processus connu sous le nom d'ingénierie écologique.
Sources chaudes et énergie géothermique:
Un autre avantage du volcanisme se présente sous la forme de champs géothermiques, qui est une zone de la Terre caractérisée par un flux de chaleur relativement élevé. Ces champs, qui sont le résultat d'une activité magmatique actuelle ou assez récente, se présentent sous deux formes. Les champs à basse température (20-100 ° C) sont dus à la roche chaude sous les failles actives, tandis que les champs à haute température (au-dessus de 100 ° C) sont associés au volcanisme actif.
Les champs géothermiques créent souvent des sources chaudes, des geysers et des bassins de boue bouillante, qui sont souvent une destination populaire pour les touristes. Mais ils peuvent également être exploités pour l'énergie géothermique, une forme d'énergie neutre en carbone où les tuyaux sont placés dans la Terre et canalisent la vapeur vers le haut pour faire tourner les turbines et produire de l'électricité.
Dans des pays comme le Kenya, l'Islande, la Nouvelle-Zélande, les Philippines, le Costa Rica et le Salvador, l'énergie géothermique est responsable de la fourniture d'une partie importante de l'approvisionnement en électricité du pays - allant de 14% au Costa Rica à 51% au Kenya. Dans tous les cas, cela est dû au fait que les pays se trouvent dans et autour des régions volcaniques actives qui permettent la présence de champs géothermiques abondants.
Dégazage et formation atmosphérique:
Mais de loin, l'aspect le plus bénéfique des volcans est le rôle qu'ils jouent dans la formation de l'atmosphère d'une planète. En bref, l'atmosphère terrestre a commencé à se former après sa formation il y a 4,6 milliards de eyars, lorsque le dégazage volcanique a conduit à la création de gaz stockés à l'intérieur de la Terre pour s'accumuler autour de la surface de la planète. Initialement, cette atmosphère était constituée de sulfure d'hydrogène, de méthane et de 10 à 200 fois plus de dioxyde de carbone que l'atmosphère d'aujourd'hui.
Après environ un demi-milliard d'années, la surface de la Terre s'est suffisamment refroidie et solidifiée pour que l'eau s'y accumule. À ce stade, l'atmosphère s'est déplacée vers une atmosphère composée de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone et d'ammoniac (NH³). Une grande partie du dioxyde de carbone s'est dissoute dans les océans, où les cyanobactéries se sont développées pour le consommer et libérer de l'oxygène comme sous-produit. Pendant ce temps, l'ammoniac a commencé à être décomposé par photolyse, libérant l'hydrogène dans l'espace et laissant l'azote derrière.
Un autre rôle clé joué par le volcanisme s'est produit il y a 2,5 milliards d'années, à la frontière entre les époques archéenne et protérozoïque. C'est à ce moment que l'oxygène a commencé à apparaître dans notre oxygène en raison de la photosynthèse - ce qui est appelé le «grand événement d'oxydation». Cependant, selon des études géologiques récentes, les biomarqueurs indiquent que les cyanobactéries productrices d'oxygène libéraient de l'oxygène aux mêmes niveaux qu'aujourd'hui. Bref, l'oxygène produit devait aller quelque part pour qu'il n'apparaisse pas dans l'atmosphère.
Le manque de volcans terrestres serait responsable. Pendant l'ère archéenne, il n'y avait que des volcans sous-marins, qui avaient pour effet d'épurer l'oxygène de l'atmosphère, le liant à des minéraux contenant de l'oxygène. Par la frontière Archéenne / Protérozoïque, des masses continentales stabilisées se sont élevées, conduisant à des volcans terrestres. À partir de ce moment, les marqueurs montrent que l'oxygène a commencé à apparaître dans l'atmosphère.
Le volcanisme joue également un rôle vital dans l'atmosphère d'autres planètes. La mince exosphère de mercure d'hydrogène, d'hélium, d'oxygène, de sodium, de calcium, de potassium et de vapeur d'eau est due en partie au volcanisme, qui le reconstitue périodiquement. On pense également que l'atmosphère incroyablement dense de Vénus est périodiquement reconstituée par les volcans à sa surface.
Et Io, la lune volcanique active de Jupiter, a une atmosphère extrêmement ténue de dioxyde de soufre (SO²), de monoxyde de soufre (SO), de chlorure de sodium (NaCl), de monoxyde de soufre (SO), de soufre atomique (S) et d'oxygène (O). Tous ces gaz sont fournis et réapprovisionnés par les centaines de volcans situés à la surface de la lune.
Comme vous pouvez le voir, les volcans sont en fait une force assez créative quand tout est dit et fait. En fait, nous, les organismes terrestres, en dépendons pour tout, de l'air que nous respirons, au sol riche qui produit notre nourriture, à l'activité géologique qui donne lieu au renouvellement terrestre et à la diversité biologique.
Nous avons écrit de nombreux articles sur les volcans pour Space Magazine. Voici un article sur les volcans éteints, et voici un article sur les volcans actifs. Voici un article sur les volcans.
Vous voulez plus de ressources sur la Terre? Voici un lien vers la page des vols spatiaux humains de la NASA et voici la Terre visible de la NASA.
Astronomy Cast a également des épisodes pertinents sur le sujet Terre, dans le cadre de notre tournée à travers le système solaire - Épisode 51: Terre.
