Volcans

Qu'est-ce qu'une caldeira? Comment se forme Calderas?



Crater Lake Caldera

Cratère du lac Caldera: Une vue satellite du Crater Lake, l'une des caldeiras les plus célèbres au monde. Le lac de cratère s'est formé il y a environ 7700 ans lorsqu'une éruption volcanique massive du mont Mazama a vidé une grande chambre magmatique sous la montagne. La roche fracturée au-dessus de la chambre magmatique s'est effondrée pour produire un cratère massif de plus de six miles de diamètre. Des siècles de pluie et de neige ont rempli la caldeira, créant le lac Crater. Avec une profondeur de 1949 pieds (594 mètres), Crater Lake est le lac le plus profond des États-Unis et le neuvième lac le 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 caldeira?

Les caldeiras comptent parmi les caractéristiques les plus spectaculaires de la Terre. Ce sont de grands cratères volcaniques qui se forment par deux méthodes différentes: 1) une éruption volcanique explosive; ou, 2) l'effondrement de la roche de surface dans une chambre de magma vide.

L'image ci-jointe est une vue satellite de l'une des caldeiras les plus célèbres - Crater Lake en 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 sous la montagne. La roche fracturée au-dessus de la chambre magmatique s'est effondrée pour produire un cratère massif de plus de six miles de diamètre. Des siècles de pluie et de neige ont rempli la caldeira, créant le lac Crater. Avec une profondeur de 1949 pieds (594 mètres), Crater Lake est le lac le plus profond des États-Unis et le neuvième lac le plus profond du monde.

Collapse Calderas

Des caldeiras d'effondrement se forment lorsqu'une grande chambre magmatique est vidée par une éruption volcanique ou par un mouvement de magma souterrain. La roche non supportée qui forme le toit de la chambre magmatique s'effondre ensuite pour former un grand cratère. On pense que le lac Crater et de nombreuses autres caldeiras se sont formés par ce processus.

L'illustration en quatre étapes ci-dessous explique comment la caldeira du lac Crater aurait pu se former. La vidéo sur cette page montre un modèle de table de formation de caldeira. Ce serait une excellente activité pour les enseignants à faire avec leurs élèves, ou ils peuvent simplement montrer la vidéo en utilisant une projection informatique.

Démonstration de la caldeira: Cette vidéo montre une activité d'enseignement qui montre clairement comment se forme une caldeira. Il peut être difficile d'expliquer ou de dessiner comment se forme une caldeira. 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 la projection informatique. Dina Venezky et Stephen Wessells, 2010, Caldera Demonstration Model: U.S.Geological Survey Open-File Report 2010-1173.

Quelles sont les causes des éruptions explosives à Kilauea?

Éruptions explosives à Kilauea: Beaucoup d'éruptions explosives d'avant 1924 à Kilauea qui ont produit d'importants dépôts de cendres se sont probablement produites lorsque le cratère sommital du volcan était si profond que son plancher était sous la nappe phréatique, laissant les eaux souterraines s'infiltrer pour former un lac. Chaque fois que du magma a éclaté dans l'eau du lac, de violentes explosions de vapeur et de gaz volcaniques ont résulté, fragmentant le magma en minuscules particules de cendres et chassant des nuages ​​de vapeur rapides et extrêmement chauds chargés de cendres (ondes pyroclastiques) hors du cratère. Image et légende par USGS.

Étapes de la formation de Crater Lake Caldera

Éruptions de cendres et de pierre ponce: L'éruption cataclysmique a commencé à partir d'un évent sur le côté nord-est du volcan comme une colonne imposante de cendres, avec des écoulements pyroclastiques se propageant au nord-est. Effondrement de la caldeira: Alors que davantage de magma a éclaté, des fissures se sont ouvertes autour du sommet, qui ont commencé à s'effondrer. Des fontaines de pierre ponce et de cendre entouraient le sommet qui s'effondrait et des coulées pyroclastiques dévalaient de tous les côtés du volcan. Explosions de vapeur: Une fois la poussière retombée, la nouvelle caldeira avait un diamètre de 8 km et une profondeur de 1,6 km. L'eau souterraine interagit avec les dépôts chauds, provoquant des explosions de vapeur et de cendres. Aujourd'hui: Au cours des quelques centaines d'années qui ont suivi l'éruption cataclysmique, de nouvelles éruptions ont construit l'île Wizard, le cône Merriam et la plate-forme centrale. L'eau a rempli la nouvelle caldeira pour former le lac le plus profond des États-Unis. Figure modifiée à partir des diagrammes au verso de la carte de 1988 de l'USGS «Parc national et lac voisin de Crater Lake, Oregon». Illustration et légende par le United States Geological Survey.

Calderas explosives

Des caldeiros explosifs se forment lorsque de très grandes chambres magmatiques remplies de fonte riche en silice et de gaz abondant se déplacent vers le haut depuis la profondeur. Les magmas riches en silice ont une viscosité très élevée qui leur permet de maintenir les bulles de gaz sous de très hautes pressions. Lorsqu'ils remontent à la surface, la réduction de la pression provoque une expansion des gaz. Lorsque la percée se produit, le résultat peut être une énorme explosion qui emporte de grands volumes de roche pour former la caldeira. Certaines de ces explosions éjectent plusieurs kilomètres cubes de magma et de roche.

Chaîne de caldeira de Yellowstone

Chaîne de caldeira de Yellowstone: La caldeira actuelle de Yellowstone est la plus récente d'une série d'éruptions qui s'étalent sur des millions d'années. La plaque nord-américaine se déplace vers l'ouest sur un point chaud stationnaire. Au fur et à mesure que la plaque se déplace, le hotspot produit une énorme éruption (et une grande caldeira) tous les quelques millions d'années. Cela a produit des laves basaltiques régionales et une chaîne de groupes de caldeira rhyolitiques (cercles, avec des âges en millions d'années) le long de la piste du point chaud de Yellowstone. Image de l'USGS.

La chaîne de Supervolcano & Caldera de Yellowstone

Le parc national de Yellowstone est mondialement connu 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 magmatique 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 produit une caldeira d'environ 50 miles de diamètre qui sous-tend 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 produit ce que l'on pense être la plus grande éruption explosive sur Terre depuis au moins 25 millions d'années.

On pense que l'explosion de Toba a déboisé une grande partie du centre de l'Inde - à environ 3000 miles du site d'éruption. On pense que l'explosion a éjecté environ 800 kilomètres cubes de cendres dans l'atmosphère, produisant un cratère de 100 kilomètres de long et 35 kilomètres de large. Le cratère est maintenant le site du plus grand lac volcanique du monde.

Calderas sur d'autres planètes

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 caldeira est très similaire au complexe de caldeira au sommet du plus grand volcan bouclier de la Terre - le volcan Mauna Loa sur l'île d'Hawaï. Image de la NASA.

L'éruption explosive Toba

Toba Caldera: Image Landsat GeoCover de la caldeira 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.

Calderas enneigées à Hawaï

Volcan Mauna Loa: Caldeira Moku'aweoweo couverte de neige au sommet du volcan bouclier Mauna Loa (Mauna Kea en arrière-plan) sur l'île d'Hawaï. La caldeira mesure 3 x 5 km de diamètre, 183 m de profondeur et s'est effondrée il y a entre 600 et 750 ans. Plusieurs cratères de fosse le long de la zone de rift supérieure sud-ouest de Mauna Loa (en bas à droite) également formés par l'effondrement du sol. Image et légende par USGS. Agrandir l'image.

Aniakchak Caldera, Alaska

Caldera aniakchak en Alaska: La caldeira Aniakchak, 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 caldeira a un diamètre de 10 kilomètres et une profondeur de 500 à 1 000 mètres. Les éruptions suivantes ont formé des dômes, des cônes de cendres et des puits d'explosion sur le sol de la caldeira. Agrandir l'image.

Comparez les éruptions explosives

Explosivité volcanique est une méthode de comparaison de la taille des éruptions volcaniques explosives en estimant le volume de matière éjectée. Notre article sur "l'indice d'explosivité volcanique" donne une comparaison graphique des supervolcans du lac de cratère, de Toba et de Yellowstone.