Un point sur le Stromboli, article de Claude Grandpey en date du 8 juin 2012

le 15 juin 2012 par Sylvie

En faisant le tour des webcams siciliennes ce matin, j’ai pu assister quasiment en direct à une explosion au niveau de la bouche NE du Stromboli.

Dans ses derniers bulletins, l’INGV fait état d’une quinzaine d’explosions de faible à moyenne intensité par heure, ce qui n’est déjà pas si mal.

A la veille des vacances d’été, il est bon de rappeler que la grimpette jusqu’au sommet du Stromboli ne peut s’effectuer qu’avec les guides locaux. La montée non accompagnée est interdite.

(Avec l’aimable autorisation de l’INGV)

http://volcans.blogs-de-voyage.fr/

Blog de Claude Grandpey :

Activité du Katla (Islande), article de Claude Grandpey en date du 7 juin 2012

le 15 juin 2012 par Sylvie

Un nouvel essaim sismique est en cours depuis mardi soir au niveau du glacier Myrdalsjökull sous lequel se cache le volcan Katla. Les événements ne sont pas très violents (un seul dépasse M 2). Ils se situent à faible profondeur (entre 3 et 7 km). Il est très difficile d’interpréter cette sismicité. Elle peut être due à une intrusion magmatique mais aussi correspondre à une augmentation de l’activité hydrothermale, comme ce fut le cas il y a quelques mois.

Au cours des dernières heures, la sismicité est restée intense avec deux événements de M 2,5 et 2,8. A noter que les secousses sont superficielles (souvent entre 0,1 et 2,8 km de profondeur), ce qui tendrait à révéler plus une activité hydrothermale qu’un réveil du Katla.

Katla-blog.gif

Katla-blog.gif

Avec l’aimable autorisation du Met Office islandais

Blog de Claude Grandpey : http://volcans.blogs-de-voyage.fr/

Les mystères du lac Pavin, sur France Culture

le 9 juin 2012 par Sylvie

En mai 2009 s’est tenu un colloque international intitulé « Lac Pavin et autres lacs méromictiques ». Ce lac auvergnat soulève en effet de nombreuses interrogations, à la fois du fait de sa nature volcanique, mais aussi de son régime hydrique spécifique, et enfin de son écosystème microbiologique. De nombreuses disciplines s’y sont intéressées : la géologie et la volcanologie, mais aussi les sciences de l’eau (la limnologie, c’est-à-dire l’hydrologie des eaux continentales de surface ; l’hydrobiologie ; ou enfin l’hydrogéologie).

Un des participants, le géologue et spécialiste des environnements aquatiques Michel Meybeck, revient pour Planète Terre sur les grandes conclusions de ce colloque dans une émission disponible à la réécoute et au podcast ici. Ce billet de Globe se propose de vous délivrer, en complément, quelques explications illustrées des grandes caractéristiques du Pavin.

Vue satellite des lacs Pavin, Chauvet, Montcineyre et Bourdouze ©Google maps

Localisation du lac Pavin parmi les principaux lacs d’Auvergne. ©Pauline Robert

 

Localisation du lac Pavin dans le département du Puy-de-Dôme (63) ©Encyclopédie Larousse.fr

 

 Des légendes attestent de la fascination ancienne exercée par ce lac 


Le lac Pavin a nourri l’imagination des habitants des communes environnantes depuis le Moyen-Âge, et demeure associé à des histoires inquiétantes. Bien que cette origine demeure controversée, il se pourrait que son nom soit dérivé de « pavens » qui signifie « épouvantable » en latin. La noirceur de ses eaux par temps couvert, directement liée à sa profondeur, n’y est probablement pas étrangère.

Le lac Pavin par temps couvert ©Institut de Physique du Globe de Paris

 De nombreux visiteurs se rendent sur le site du Pavin : environ 200 000 personnes par an. Deux principales légendes sont reprises par les brochures touristiques, qui soulignent volontiers l’aspect effrayant du lac. On raconte ainsi qu’il serait né de la colère divine face aux moeurs légères des femmes de l’ancienne ville de Besse : Dieu aurait noyé la cité sous des eaux diluviennes afin de punir ses habitantes. Le clocher de l’ancien village englouti serait même visible par temps ensoleillé… Autre légende populaire : le diable se serait assis au bord de ce gouffre, et aurait pleuré toutes les larmes de son corps au point de faire naître un lac. Pour preuve : la « chaise du diable », ces deux pierres planes qui semblent former un siège digne du Seigneur des Ténèbres.

La « chaise du diable », au bord du lac Pavin ©Ecole publique de Cayre

 Néanmoins, les versions authentiques de ces légendes sont beaucoup plus complexes, moins connues, et probablement plus proches de la description que du conte. C’est en tous cas le point de vue que défend l’invité de Planète Terre, Michel Meybeck, qui nous a communiqué des extraits d’un manuscrit de 1650, retranscrit une première fois par Elie Jalouste en 1894, puis par Eusebio et Reynouard en 1925 dans un document intitulé Le Pavin et le creux de Soucy. Or ce texte du 17ème siècle décrit un lac aux eaux tourbillonnantes, sensibles au moindre mouvement, et recouvertes de brouillards. Il a fondé le mythe, encore présent aujourd’hui dans les brochures touristiques, de l’existence d’un tourbillon au centre du lac. En voici quelques extraits :

« Le souffle maudit [des démons] soulève les tempêtes pendant que les feuilles pendent sans balancer aux branches, et leur haleine attire dans les tourbillons l’imprudent égaré dans le gouffre »

« Personne n’osait s’aventurer [sur le lac] car à l’instant ses eaux tournoyantes auraient fait chavirer la barque »

« Il suffisait qu’une pierre fut lancée [dans les eaux], même par temps calme, pour qu’aussitôt les flots irrités fussent soulevés en vagues furieuses et énormes… »

« Les oiseaux sont rares dans les bois qui environnent le lac, la raison est que les fréquents brouillards que l’on voit sortir du lac en tout temps les en chassent, rendant ce lieu inhabitable »

Comment concevoir qu’un tel visage du lac Pavin puisse avoir existé quand on le connaît aujourd’hui ? Selon Michel Meybeck, ce texte pourrait avoir été contemporain d’un épisode d’activité volcanique du lac. Plus précisément : une éruption limnique, c’est-à-dire une libération du gaz carbonique présent au fond du lac. Ce type d’éruption a en effet été observé en 1986 dans le cas du lac Nyos au Cameroun – épisode tragique sur lequel on reviendra à la fin de ce billet – et possède des grandes similitudes avec les observations formulées dans le manuscrit : elle procède d’un glissement de terrain et d’une chute de matériaux au fond du lac qui vont libérer les gaz toxiques, et elle produit une véritable tempête. Il ne s’agit bien évidemment que d’une hypothèse, qui mériterait d’être davantage explorée par un travail d’archives conséquent : les sciences humaines pourraient, ce faisant, contribuer à une meilleure connaissance de l’activité passée du Pavin.

 

Un lac volcanique : la création du « maar » du Pavin   


Il est désormais communément admis que le lac Pavin procèderait de l’activité volcanique la plus récente de France métropolitaine. Le puy Montchal, situé tout près du lac à quelques 1 400 m d’altitude, serait entré en éruption il y a environ 6 900 ans.

On remarque sur la photo aérienne ci-dessous une « ceinture » forestière autour du lac et sur le puy Montchal, ce qui tranche avec les plateaux défrichés et herbagés aux alentours, destinés à l’élevage. Cette forêt bénéficie précisément de la nature volcanique de ces sols.

Le lac Pavin et le puy Montchal ©Frédéric Lécuyer

Le mécanisme éruptif qui a fait naître le lac Pavin suscita l’intérêt des savants dès le 18ème siècle. Ainsi, le Comte de Montlosier s’interroge  sur l’origine des lacs Pavin, Cervière et Tazenat dans son Essai sur la théorie des volcans d’Auvergne de 1789.

Après de nombreuses observations de terrain, ce naturaliste arrive à la conclusion qu’ils ne sont pas des cratères de « la classe des volcans ordinaires ». En effet selon le comte, leur taille impressionnante (tant en circonférence qu’en profondeur) contraste avec l’absence de trace d’activité volcanique, c’est-à-dire de courant de lave ou de matériau magmatique. Celui-ci émet l’hypothèse selon laquelle ils procéderaient d’une « explosion pulvérulente, causée par l’action de l’air ou de l’eau condensée en vapeurs dans ces vastes souterrains ».

 

Le comte de Montlosier (collection privée). ©Comité Français d’Histoire de la Géologie

 

Petite parenthèse historique : précisions ici que cet éminent naturaliste auvergnat fit également carrière en politique : député dans l’Assemblée constituante de 1789, il fut aussi attaché au ministère des Affaires extérieures sous Napoléon, avec pour mission de rédiger un traité de l’histoire de la monarchie. Le résultat de cette commande de 1802 : un brûlot intitulé De la Monarchie française…ou des recherches sur les anciennes institutions françaises…et sur les causes qui ont amené la Révolution (en 4 volumes) qui ne paraîtra qu’en 1815, avec une préface très critique envers l’Empereur.

 L’intuition du comte de Montlosier sur l’origine du Pavin sera confirmée par la suite : il n’est pas à proprement parler un cratère, bien qu’il provienne indirectement d’une éruption, celle du puy Montchal. Au cours de celle-ci, le magma ayant fissuré la roche pour atteindre la surface du puy est entré en contact avec des nappes d’eau souterraine. Cette rencontre a donné lieu à une violente explosion, et à une remontée magmatique très puissante sur le site de l’actuel Pavin. Ce type de structure volcanique est appelé « maar » : celui du Pavin atteint 750 m de diamètre, et forme un cercle presque parfait. Comme c’est souvent le cas, la nappe phréatique traversée a été l’origine de la formation d’un lac. Malgré les diverses vagues de sédimentation apparues depuis cet évènement, le lac demeure très profond : il atteint 92 m.

La formation du « maar » du Pavin ©BRGM

 

 

 

La composition géologique des différents matériaux issus de la naissance du « maar » du Pavin ©Eruption n°23

 

Le lac Pavin est aussi l’un des rares lacs méromictiques du monde 

Conséquence de son origine volcanique, le lac Pavin possède un régime hydrique particulier, qualifié de méromictique. Cela signifie que ses eaux de surface ne se mélangent pas à ses eaux profondes, au contraire des lacs standards dont les eaux sont entièrement brassées, homogénéisées et donc oxygénées. La frontière entre ces deux zones se situe à environ – 60 m dans le cas du Pavin. Cette propriété s’explique par la forme presque conique du lac (en coupe transversale), mais également par sa situation protégée des vents. Cette spécificité se perpétue de façon endogène, comme l’explique un article de Géomorphologie dont la référence figure en bas de ce billet. Dans la couche profonde pénètrent en effet des sources souterraines, qui contribuent à rendre cette eau plus minéralisée, donc plus « lourde » encore et moins miscible.

Ainsi, seule la couche supérieure du lac s’apparente, en termes de propriétés physico-chimiques, à un lac standard des zones tempérées.  La zone profonde, sans luminosité ni dioxygène (on parle de milieu « anaérobie » ou « anoxique »), est en outre caractérisée par une température supérieure ou égale à 5,2°C et une pression intense, de l’ordre de dix fois la pression atmosphérique.

La méromicticité ne concerne qu’un très petit nombre de lacs au monde, qui sont soit d’origine volcanique comme le Pavin, soit d’origine glaciaire.

 

       Le lac du Bourget ©Wikipédia

 

Le Pavin est l’unique représentant de ce régime hydrique en France. Deux lacs français d’origine glaciaire, le lac du Bourget et le Léman se rapprochent néanmoins de cette catégorie. Dans ces deux lacs, on a bien deux zones superposées qui se mélangent mal, mais la zone profonde n’est pas totalement anoxique. En outre, le mélange peut se produire à l’occasion d’hivers très froids. Ils ne sont donc pas méromictiques.

 

 

     Le lac de Strandvatnet à Evenes, au Nord de la Norvège ©Wikipédia

 

En Europe, c’est la Norvège qui possèderait le plus grand nombre de lacs méromictiques, comme le lac Strandvatnet, séparé du fjord Ofot par une simple bande de terre. Ce pays en compterait huit. Il y a également les lacs de Monticchio au Mont Vulture en Italie du Sud, qui ont connu une éruption limnique au début du 19ème siècle.

 On trouverait également de nombreux lacs méromictiques en Amérique du Nord. Les Etats-Unis en comptent quatre : le lac Green et le lac Round dans l’Etat de New York, présentés ci-dessous dans un mini-documentaire en anglais, mais aussi le lac Soap dans l’Etat de Washington et le lac Ballston dans l’Etat de New York.

Le Canada a aussi ses lacs méromictiques : les lacs Crawford et Mac Ginnis en Ontario, le lac Pink au Québec, les lacs Mahoney et Okanagan en Colombie britannique. Le lac Fidler en Australie entrerait également dans cette catégorie.


Un écosystème microbien unique, mais encore mal connu  


Du fait de sa méromicticité, le lac Pavin abrite deux faunes bien distinctes selon la zone concernée. Dans la partie supérieure, les poissons et le zooplancton prolifèrent : les salmonidés, comme la truite, apprécient particulièrement ses eaux claires et bien oxygénées. Dans la partie profonde ne vivent que des microorganismes, dont la densité est néanmoins très impressionnante : des études de 2006 ont ainsi dénombré plus de 10 millions de bactéries par mL d’eau, soit une population dix fois plus importante que celle des lacs standards. Plus intéressant encore : la variété des espèces représentées est très importante, et ce malgré les conditions extrêmes qui règnent dans cette zone.

Les diverses bactéries responsables de l’oxydation de la matière organique, selon les zones du lac Pavin ©Pour la science n°387

 La zone profonde du lac est caractérisée par une forte concentration en méthane, qui proviendrait précisément de son activité microbiologique. En effet, certains micro-organismes dominants dans cette zone, les Archées – qui constituent le troisième type d’être vivants, après les bactéries et les eucaryotes (plantes, êtres humains,etc.) – produiraient du méthane. Mais la survie de ces micro-organismes dépend d’une chaîne d’interactions avec de nombreuses autres espèces, qui se livrent à une concurrence féroce pour le partage de l’énergie présente dans la zone anoxique.

Or l’énergie des bactéries provient de l’oxydation, laquelle est plus difficile à réaliser en l’absence de dioxygène. Celle-ci doit donc être réalisée à partir d’autres oxydants (nitrate, manganèse, ions ferriques etc.) présents en quantité limitée dans cette zone. Particularité intéressante qui explique sans doute en partie leur prolifération : les Archées parviendraient à oxyder une partie du méthane qu’elles produisent pour le consommer. Cette découverte récente invalide l’idée communément admise selon laquelle le méthane, étant particulièrement stable, serait trop difficile à oxyder en milieu anaérobie. En outre, l’auto-régulation de ce gaz par ces micro-organismes explique pourquoi le Pavin ne rejette pas de méthane, ce qui a longtemps intrigué les observateurs.

 

Des risques naturels limités


La catastrophe du lac Nyos au Cameroun en 1986 a relancé le débat sur l’activité future du Pavin, du fait des grandes similitudes entre ces deux lacs volcaniques méromictiques. En effet, si l’origine de l‘accident du Nyos demeure controversée, les deux principaux scénarios explicatifs avancés pourraient s’appliquer au lac Pavin.

 

Premier scénario : l’éruption limnique

Des éboulements auraient provoqué une soudaine agitation dans la zone profonde du lac Nyos, laissant s’échapper du dioxyde de carbone présent en grande quantité dans la zone anaérobie. Ce gaz a ensuite rejoint la vallée et causé la mort par asphyxie de 1 700 personnes et de bétail. C’est sur la base de ce premier scénario que de vastes entreprises de dégazage du lac Nyos, mais aussi du lac Monoum, également situé au Cameroun, ont été entreprises afin de minimiser la portée d’éventuels éboulements à venir.

Premier scénario explicatif de la catastrophe du Nyos : éboulement, mélange des zones du lac et libération du gaz carbonique ©ereiter.free.fr

 Il semble peu probable, à l’aune des connaissances actuelles présentées lors du colloque de 2009, de voir une éruption limnique se produire dans le cas du Pavin. Mais ce risque ne saurait être complètement écarté : si sa probabilité est faible, ses conséquences seraient dramatiques.

Tout d’abord, il apparaît que le risque d’éboulement avait été largement exagéré par le passé. On avait en effet supposé que quelques 1.2 millions de mètres cubes de matériaux s’étaient déjà détachés des parois du Pavin, alors que les études menées ont chiffré ce phénomène à seulement 10 000 mètres cubes. Par ailleurs, la stabilité des pentes a été jugée très satisfaisante, et des mesures de renforcement des parois du Pavin ont été prises. Michel Meybeck rappelle cependant que la région est soumise aux tremblements de terre, ce qui ne saurait exclure totalement le risque d’éboulement.

Le second risque étudié était celui de remontées des gaz toxiques contenus dans la zone profonde du lac, très riche en méthane et en dioxyde de carbone. Or le système gazeux du Pavin a été jugé assez stable et finalement moins dense que ce que l’on imaginait, puisque les seuils de saturation des deux gaz ne sont pas atteints. En outre, la très forte pression de la partie supérieure du lac rendrait les remontées gazeuses très difficiles. Néanmoins, il faut rester prudent sur ce second risque : selon Michel Meybeck, l’apparition du dioxyde de carbone n’a été constatée qu’en 1951, date à laquelle le lac Pavin entre officiellement dans la catégorie des lacs méromictiques. Ainsi, il est possible que la concentration de ce gaz continue d’augmenter assez rapidement et que les seuils de saturation soient atteints plus tôt qu’on ne le pense.

 

Second scénario : l’éruption phréatomagmatique

Une seconde hypothèse a été avancée pour expliquer la catastrophe du lac Nyos, qui pourrait également avoir une pertinence dans le cas du Pavin. L’équipe de Haroun Tazieff a en effet soutenu que la libération du gaz carbonique avait été provoquée par une éruption phréatomagmatique, c’est-à-dire issue de la rencontre entre le magma et les eaux superficielles, comme celle qui a fait naître le Pavin il y a 6 900 ans. Or le Pavin, issu d’un volcanisme récent, peut encore être considéré comme « actif ». Les chercheurs tentent actuellement d’évaluer l’âge des traces d’activité volcanique passée du Pavin.

La présence de petits cratères près de celui-ci suscite notamment le débat. Ces formes cratériques, mais aussi les formes coniques situées sur la coulée du Montchal, font l’objet d’interprétations différentes selon les équipes intervenues dans le colloque.  Pour certains, ces éléments attestent d’une activité récente du volcan. Pour d’autres, ces éléments seraient antérieurs à l’éruption du Montchal, puisqu’ils sont recouverts par la lave du Pavin. Seules des études plus approfondies de ces structures permettraient d’établir leur âge approximatif.

Par ailleurs, une coulée de boue apparue dans la vallée de la Couze Pavin semble indiquer que le lac Pavin a déjà débordé par le passé, peut-être lors d’une éruption. Cette coulée a été datée : elle remonterait à 1 300 après J.-C.. Elle pourrait procéder d’une activité volcanique du Pavin au Moyen-Age, ce qui expliquerait la teneur des légendes présentées ci-dessus.

Autres indices de son activité passée, les glissements de terrain sont également étudiés comme des indices d’éventuelles éruptions passées. Grâce à la strabilité des sédiments le long des pentes du lac, deux grands glissements ont été identifiés par carottage. Outre le plus grand glissement datant de la création du lac, deux glissements de terrain importants ont eu lieu en 700 et en 1 300 après J.-C.. Ce dernier glissement, coïncidant avec la coulée de boue, accrédite encore l’idée d’une éruption limnique du Pavin au Moyen-Age.

La couze Pavin ©Frédéric Lécuyer

Pour conclure, vous trouverez ci-dessous une vidéo d’une dizaine de minutes, avec quelques belles images animées du lac, et les interventions de certains chercheurs présents au colloque :

Image de prévisualisation YouTube

 

 

 

 

Sources :

Article « les bactéries du lac Pavin », Pour la science, n°387,  janvier 2010

Dossier « Lacs de cratère : Pavin et ses frères », Eruption, n°23, juin 2010

Article « Un volcan encore actif sous le lac Pavin » du 27 août 2008, sur le site Futura-Sciences

L’analyse des dernières découvertes scientifiques autour du lac Pavin dans la revue Activolcans

Encyclopédie en ligne Wikipédia, article « lac méromictique »


 

Pour aller plus loin :  


– un reportage de 20′ publié sur le site de Volcan Terre d’Eveil sur le Pavin, en particulier sur sa biodiversité microbiologique, dans lequel interviennent de nombreux chercheurs

– un site du Comité français d’histoire de la géologie pour une biographie et une synthèse des travaux géologiques du comte de Montlosier

– un article universitaire sur le méromicticité du lac Pavin : Philipe Olive, Jacques Boulègue, « Etude biogéochimique d’un lac méromictique : le lac Pavin, France », Géomorphologie, vol. 10, n°4, 2004 disponible gratuitement au téléchargement ici 

– la présentation du lac Pavin sur le site du BRGM et de l‘office de tourisme du Sancy 

– la p. 27 de l’ouvrage Paysages : itinéraires d’un géologue, Paris, Belin, 2009 de François Michel, invité de Planète Terre le 27 janvier dernier

 

Expédition d’Haroun Tazieff sur l’Etna en compagnie de quelques jeunes en 1966, vidéo du site internet Sonuma, les archives audiovisulles

le 9 juin 2012 par Sylvie

Des chercheurs étudient les éclairs volcaniques, article de Claude Grandpey

le 9 juin 2012 par Sylvie

On sait depuis fort longtemps que les éruptions volcaniques s’accompagnent d’éclairs mais ce n’est que récemment que les scientifiques ont commencé à installer des stations afin de pouvoir analyser cette activité électrique et étudier ses causes.

Au début de l’année 2009, l’augmentation de l’activité sismique sous le Mont Redoubt (Alaska) a attiré des chercheurs du Mexique et d’Alaska. Ils ont rapidement installé de petites stations équipées d’antennes VHF (Very High Frequency) afin d’enregistrer les radiations émises par les décharges électriques des éclairs si une éruption venait à se produire. Deux mois plus tard, le Redoubt entrait effectivement en éruption et fournissait à l’équipe scientifique une très grande quantité d’informations.

Les chercheurs ont découvert qu’il existait une corrélation entre le nombre d’éclairs et la hauteur du panache, un phénomène qu’ils n’avaient pas été en mesure de tester auparavant car ils ne disposaient pas de suffisamment de données. Ils ont alors suggéré d’installer sur d’autres volcans, en particulier les moins accessibles, des stations VHF comme celles sur le Redoubt. Cela permettrait d’annoncer une éruption et d’avoir une idée de son importance.

Les informations recueillies ont aussi permis aux scientifiques de comprendre comment les nuages volcaniques s’électrifient selon les processus qui séparent les charges négatives et positives dans différentes régions du nuage. Comme lors des éruptions précédentes, ils ont mis en évidence deux types d’éclairs volcaniques : de petites décharges électriques au niveau de la bouche éruptive et des décharges beaucoup plus importantes plus haut dans le panache.

Les deux types d’éclairs semblent avoir des origines différentes. Les décharges les plus faibles proviennent d’une électrification qui se produit quand la lave sort de la bouche et se trouve réduite en petites particules. Les éclairs dans le panache proprement dit sont probablement dus à la congélation de l’eau, phénomène qui, pense-t-on, électrifie les nuages pendant les orages.

L’hypothèse de la congélation de l’eau a été confirmée par l’éruption de l’Eyjafjallajökull (Islande) en 2010. Les scientifiques ont alors découvert que les éclairs apparaissaient dans le panache uniquement lorsque la température au sommet du panache chutait en dessous de -20°C.

Le Met Office islandais a une approche différente des éclairs volcaniques : il utilise des stations situées pour la plupart en Europe et qui enregistrent les ondes radio de très basse fréquence. L’avantage de ce système est qu’il peut détecter les éclairs produits par les éruptions à plus de 10 000 km de distance alors que les systèmes VHF doivent être à proximité du volcan. En revanche, le système VHF bénéficie d’une meilleure résolution et il est capable de capter des décharges d’éclairs beaucoup plus faibles.

La meilleure solution serait probablement d’associer les capteurs VHF et les capteurs basse fréquence pour contrôler les éclairs et ainsi mettre en garde sur la présence de nuages de cendre.

Claude Grandpey, site de MaxiSciences ou sur son blog http://volcans.blogs-de-voyage.fr/