Volcanisme aux Antilles, source de beautés en Martinique

L'été 2015 a bruissé de l'activité de Kick-'em-Jenny, un volcan sous-marin antillais au large de l’île de Grenade. Très observé par les spécialistes de l'observatoire volcanologique et sismologique de Martinique , ce volcan a fait parler de lui avec des mouvements sismiques plus importants que d'habitude ainsi que des dégazages.

En 1939, une éruption de ce même volcan avait provoqué des grosses vagues au sud de la Martinique (sans incidence sur le Robert). Son étude et sa surveillance sont couplés aujourd'hui au système de défense d'alerte tsunami de la Martinique.

Cette actualité nous fournit une bonne occasion de parler de volcanisme aux Antilles

• de ses mauvais côtés comme les tremblements de terre
• comme des bons (fonds marins époustouflants, formation d’îlets comme ceux de la baie du Robert, etc)

Le travail ci dessous est tiré de documents de l'Institut Physique du Globe de Paris.
 

Contexte géodynamique

L’Archipel des Petites Antilles constitue la partie émergée d’une vaste structure qui borde, à l’Est, la plaque Caraïbe. Cette structure appelée arc insulaire est le résultat du plongement (subduction) de la plaque Amérique sous la plaque Caraïbe. Le phénomène de subduction des plaques lithosphériques est accompagné de nombreux séismes et est à l’origine de la formation des îles et de leurs volcans actifs.

La structure interne de la Terre se subdivise, de sa surface vers son centre, en trois parties concentriques qui se différencient nettement par leurs propriétés physiques et chimiques :


la lithosphère, d’une épaisseur moyenne de 70 à 100 km, comportant à sa partie supérieure la croûte terrestre (océanique ou continentale) ;


le manteau, le plus important en volume (83 %), de 2 800 km d’épaisseur ;


le noyau, de 3 500 km environ de rayon, comportant une enveloppe externe fluide et un cœur solide, la graine.
On distingue l’asthénosphère, couche plastique d’environ 600 km d’épaisseur située sous la lithosphère dans le manteau supérieur. Si à une échelle de temps courte (la seconde), les propriétés physiques du manteau (sismiques par exemple) sont celles d’un solide rigide, en revanche, à une échelle de temps suffisamment grande (unité de temps géologique : un million d’années), le manteau est plastique et soumis à des phénomènes convectifs. La lithosphère participe à ces mouvements, elle est disloquée en morceaux : "les plaques" qui se déplacent les unes par rapport aux autres à des vitesses variant de 1 à 20 cm par an.

Trois mouvements relatifs sont possibles aux frontières des plaques : écartement, convergence, coulissement. L’essentiel du volcanisme terrestre est associé à l’écartement et à la convergence des plaques (subduction).

Une histoire qui remonte à plus de 50 millions d’années
La plaque Caraïbe nous arrive du Pacifique à l’époque où la lithosphère qui porte l’ensemble Amérique du nord -Amérique du sud s’est ouverte en son milieu, vers le pacifique. Nous sommes au crétacé (90 millions). Le soubassement de l’île de la Désirade s’individualise à la même époque que le paléo-arcdes Grandes Antilles.

A l’éocène – oligocène (50 à 20 millions d’années), la plaque Caraïbe mieux formée a continué son déplacement vers l’Est. C’est l’époque de la formation de l’arc externe des Petites Antilles. Sortent de l’eau du Nord au Sud : Sombrero, Antiguilla, St Martin, St Barthélémy, Barbuda, Antigue, Grande-Terre, Marie-Galante, Ste Lucie, St Vincent, les Grenadines, Grenade.

Au miocène supérieur (10 millions d’années), le front est de la plaque Caraïbe (arc des Petites Antilles) est en situation d’extension vers le Nord-Est. On assiste au glissement vers l’Est de toute la partie nord de l’arc au-delà de la Martinique, et à la formation d’accidents majeurs transverses à l’arc.

Du pliocène à l’actuel (depuis 5 millions d’années), l’arc interne se forme. Il voit du Nord au Sud la création de nouvelles îles: Saba, St Eustache, St Christophe, Névis, Montserrat, Guadeloupe proprement dite, Iles des Saintes, Dominique. Au Sud,de la Martinique à la Grenade, il jouxte l’arc externe.

Toutes les îles des Antilles sont nées du volcanisme, bâties par l’accumulation durant des dizaines de millions d’années, de coulées de laves, de cendres et de débris rocheux. Ce volcanisme a pour origine le phénomène de subduction qui est également responsable des tremblements de terre.

À environ 160 km à l ’Est de nos îles, la plaque Nord-Américaine plonge sous la plaque Caraïbe, emportant dans son sillage des sédiments marins gorgés d ’eau. Au fur et à mesure de la plongées, la température et la pression augmentent. La plaque Américaine finit par fondre à une centaine de kilomètres de profondeur. Les roches fondues, gonflées par des gaz très légers, remontent vers la surface en utilisant les fractures de la croûte engendrées par la friction entre les plaques. Là, elles s’accumulent dans des chambres magmatiques situées entre cinq et dix kilomètres de profondeur avant de gagner la surface.Les chambres et les cheminées des différents volcans sont indépendantes : il n’y a aucune chance qu’une éruption à Montserrat par exemple, réveille la Montagne Pelée en Martinique ou la Soufrière en Guadeloupe !

Les volcans des Petites Antilles

L’arc des Petites Antilles compte au moins neuf volcans actifs du même type que la Soufrière de Guadeloupe. Le plus actif d’entre eux est un volcan sous-marin, le Kick’emJenny, qui a connu onze éruptions en un demi siècle. Si les éruptions en 1902 à la Montagne Pelée et la Soufrière de Saint-Vincent restent tristement gravées dans l’histoire, l’éruption actuelle de Soufrière Hills à Montserrat, nous prouve encore une fois qu’un volcan qui n’avait pas connu d’activité éruptive pendant plusieurs siècles, restait potentiellement dangereux.

Les volcans antillais sont tous nés du phénomène de subduction, qui produit un magma essentiellement andésitique. Ces volcans sont caractérisés par des éruptions souvent explosives. L ’explosivité résulte de la forte viscosité et de la richesse en gaz des magmas andésitiques. En outre, les périodes de repos peuvent être de plusieurs siècles, entraînant l’oubli dans la mémoire populaire et rendant ainsi ces volcans particulièrement dangereux.

Le dynamisme éruptif des volcans de subduction peut être vulcanien (violentes explosions hydro-magmatiques), péléen (production et destruction de dôme de lave visqueuse), plinien (émission de nuées ardentes chargées en pierres ponces et colonnes de cendres) ou plus rarement effusif (coulées de lave visqueuse).


La Montagne Pelée, sur l’île de la Martinique, a connu deux des plus fortes éruptions magmatiques de la région en 1902-1905 et 1929-1932. En 1902, les coulées pyroclastiques(ou « nuées ardentes ») ont détruit les villes de Saint-Pierre et Morne Rouge, provoquant la mort de 28 000 personnes en quelques minutes. Ce fut la 3ème éruption la plus meurtrière au monde (après le Tambora et le Krakatau en Indonésie). Cette éruption, décrite avec beaucoup de rigueur scientifique par A. Lacroix, a conduit à la construction du premier observatoire de surveillance volcanologique aux Petites Antilles.

Soufrière Hills, sur l’île de Montserrat, est entrée en éruption en 1995 qui se poursuit toujours en 2001. En 1997, le volcan atteint un niveau d’activité si important, qu’il a causé la mort d ’une trentaine de personnes, et détruit la ville de Plymouth située à 5 km du volcan, fort heureusement évacuée auparavant. Depuis, il connaît pratiquement toutes les phases possibles de dynamisme éruptif, et constitue pour cela un laboratoire d’étude privilégié pour les volcanologues du monde entier.