L'encyclopédie des Sciences
  Les fumerolles : l’exemple de Vulcano
 
Les fumerolles : l’exemple de Vulcano

Par Eric Reiter
Publié le vendredi 11 novembre 2005. Dernière modification le samedi 24 juin 2006. 

 

Introduction

 Un volcan actif, qu’il soit ou non en éruption, émet toujours des gaz dont la température varie entre quelques dizaines et plus de 1 000°C. Ils sont constitués par au moins 90 % de vapeur. Ils s’échappent de façon diffuse, continue et invisible des flancs du volcan et sous forme de fumerolles. L’exemple le plus typique de ce type d’activité est le cratère de La Fossa, à Vulcano dans les Îles Eoliennes, Italie. Sa dernière éruption remonte à 1890. Depuis cette date, un important champ fumerollien s’est développé dans la partie Nord du cratère (Frazzeta et al., 1993) (Figure 1).

JPG - 54.6 ko
Figure 1 : Fumerolles s’échappant du cratère de La Fossa, Vulcano (© E. Reiter)

Composition des fumerolles

 Le principal constituant des fumerolles (Tableau 1) est la vapeur d’eau. Vient ensuite, en terme quantitatif, le dioxyde de carbone (CO2). Cependant, ces deux composants majeurs ne sont pas les plus importants en ce qui concerne les propriétés chimiques des fumerolles. En effet, les fumerolles sont extrêmement acides. Cela est dû à la présence, sous forme de gaz, de différents acides :

 Chlorhydrique (HCl)
 Sulfurique (H2SO4)
 Fluorhydrique (HF)

 Un autre composant important (en particulier pour la cristallisation du soufre) est le sulfure d’hydrogène (H2S). Ce gaz, à l’odeur caractéristique (il sent l’œuf pourri), est très irritant pour les voies respiratoires.

Composé 1993 1995
H2O vol. % 88.80 90.93
CO2 % (sur gaz sec) 88.96 96.25
H2S 1.72 0.82
SO2 3.97 0.90
HCl 1.89 0.82
HF 0.29 0.12
B 0.035 0.040
H2 1.30 0.21
N2 1.35 0.64
CO 0.078 0.027
Tableau 1 : Exemples de composition des fumerolles à Vulcano (Gaudru et al. 1995)

Utilité des fumerolles dans la surveillance des volcans

 L’étude des fumerolles, couplée avec d’autres méthodes géochimiques et géophysiques, permet de prédire l’imminence d’une éruption volcanique. Leur étude est basée sur :
 Les variations de leur composition chimique car si le magma, qui est la source des gaz volcaniques, se rapproche de la source, les gaz rencontreront moins de roches avec lesquelles des échanges chimiques peuvent se faire durant leur trajet. Cependant, cette méthode implique que la porosité des roches ne varie pas. Elle ne doit donc pas être employée seule pour déterminer si une éruption peut se produire ou pas.
 Les variations de leur température (Figures 2 et 3). En effet, si le magma se rapproche de la source, les gaz seront plus chauds en surface car ils ont moins de temps pour se refroidir durant leur trajet. Cependant, cette méthode implique que la porosité des roches ne varie pas. Elle ne doit donc pas être employée seule pour déterminer si une éruption peut se produire ou pas.

JPG - 118.8 ko
Figure 2 : Mesure de température dans un évent fumerollien à Vulcano.
On ne distingue ici que le thermocouple qui est inséré dans l’évent. La sonde est relié à un appareil électronique permettant de visualiser la température mesurée. (© E. Reiter)

 

JPG - 35.8 ko
Figure 3 : Evolution de la température d’une fumerolle de Vulcano entre février 1995 et décembre 1996 (Reiter et al., 2005)

Le soufre à Vulcano

 Dans les fumerolles, le soufre joue un rôle particulier car c’est une des conséquences visibles de l’activité fumerollienne. En outre, cette manifestation se présente sous forme de magnifiques petites aiguilles jaunes (Figure 4).

JPG - 70.7 ko
Figure 4 : Aiguilles de soufre entourant une bouche fumerollienne. (© E. Reiter)

 La formation du soufre se fait selon la réaction chimique :

2 H2S + O2 ---> 2 S + 2 H2O

 Ainsi, en arrivant à la surface, le sulfure d’hydrogène H2S réagit avec l’oxygène atmosphérique.

 Quand la fumerolle cesse de fonctionner, qu’elle se refroidit, ou si l’on échantillonne ces dépôts, les belles aiguilles de soufre haute température deviennent lentement des agrégats pulvérulents de soufre basse température. D’où la déception de nombreux minéralogistes amateurs qui ramassent près d’un volcan de superbes cristaux, et qui ne retrouvent à l’arrivée, en déballant leurs bagages, qu’une simple poudre jaunâtre sans intérêt !  Ce soufre volcanique est connu de tous, souvent exploité dans des conditions très artisanales (en Indonésie dans le cratère du Kawah Injen par exemple), mais ne représente qu’une très faible fraction du soufre exploité dans le monde.

Conclusions

 Tous les volcans en activité émettent de manière plus ou moins diffuse des fumerolles (Figure 5). En Europe, Vulcano est sans aucun doute le volcan le plus impressionnant. Mais attention, en raison de leur composition chimique, les fumerolles sont dangereuses pour la santé et rester plusieurs dizaines de minutes dans un champ fumerollien nécessite un matériel de protection (masque à gaz, gants en cuir, ...)

JPG - 81.2 ko
Figure 5 : Event fumerollien sur le Teide, archipel des Canaries.
On voit les dépôts de soufre autour de la bouche (© E. Reiter)





Ajouter un commentaire à cette page:
Votre nom:
Votre message:

 
  nombre de visiteurs venus 484502 visiteurs (2038271 hits) Ici!

Tracked by Histats.com
Recherche personnalisée
$value) { if ($param == 'client') { google_append_url($google_ad_url, $param, 'ca-mb-' . $GLOBALS['google'][$param]); } else if (strpos($param, 'color_') === 0) { google_append_color($google_ad_url, $param); } else if ((strpos($param, 'host') === 0) || (strpos($param, 'url') === 0)) { google_append_url($google_ad_url, $param, $google_scheme . $GLOBALS['google'][$param]); } else { google_append_globals($google_ad_url, $param); } } google_append_url($google_ad_url, 'dt', round(1000 * array_sum(explode(' ', microtime())))); return $google_ad_url; } $google_ad_handle = @fopen(google_get_ad_url(), 'r'); if ($google_ad_handle) { while (!feof($google_ad_handle)) { echo fread($google_ad_handle, 8192); } fclose($google_ad_handle); } ?>
 
 
=> Veux-tu aussi créer une site gratuit ? Alors clique ici ! <=