Le Nouveau Paradigme

Le Nouveau Paradigme

Commencer à penser par soi même c'est déjà faire partie de la solution


Mont Rainier : le volcan de tous les dangers

Publié par Le Nouveau Paradigme sur 25 Juin 2016, 20:27pm

Catégories : #Changements terrestres

Comme une épée de Damoclès, le mont Rainier pèse sur la tête des habitants de Seattle. Ce volcan, le plus dangereux des USA, est calme depuis quelques milliers d'années. Son réveil sera terrible. François Le Guern, géochimiste essonnien, figure parmi les scientifiques qui le surveillent de près.

Seattle au pied du volcan Mont RainierLa ville de l'Etat de Washington vit à l'ombre du Mont Rainier.
© Bill Lokey/FGER

Les volcans de la chaîne des Cascades, sur la côte ouest des Etats-Unis, sont connus pour être très turbulents. En témoigne cette légende indienne qui dit en parlant d'eux que "lorsque la petite sœur s'agite, la grande va parler". Depuis l'éruption du mont Saint-Helens en 1980, les autorités américaines ont appliqué ce conseil à la lettre. La surveillance des volcans de la chaîne est une priorité. Et particulièrement celle du mont Rainier, considéré comme le plus dangereux de tout le pays. Par le volume de ses glaciers, bien plus importants que ceux du mont Saint Helens. Et par la présence d'une forte population à Seattle et dans son agglomération, au pied du volcan.
Si une éruption majeure se produisait, elle entraînerait la fonte d'une partie de la glace et de la neige du sommet. En se mélangeant avec les roches du volcan, l'eau produirait alors une gigantesque coulée de boue qui détruirait tout sur son passage et ensevelirait plusieurs villes. Des dizaines de milliers de personnes périraient.

Un volcan étudié sous toutes les coutures

C'est pourquoi le géant est scruté sous toutes les coutures. En relevant les dépôts laissés par les anciennes éruptions – cendres, ponces, traces de boue – les géologues étudient son histoire sur 10 000 ans. Parmi eux, François Le Guern, géochimiste du Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement de l'unité mixte CNRS-CEA à Saclay. Ils peuvent ainsi évaluer la fréquence à laquelle le volcan se réveille avec plus ou moins de vigueur et également dessiner les cartes des zones à risque. Les habitants s'entraînent régulièrement lors d'exercices d'évacuation. Mais tout cela ne suffit pas. Il faut aussi disposer de données sur le volcan en temps réel. Des instruments enregistrent donc ses moindres tressautements : séismes, déplacements de terrain, crues des torrents… Les responsables n'hésitent pas à donner l'alerte, quand bien même elle se révèlerait sans conséquence.

Les cavernes de glace

Autre obligation pour les volcanologues : explorer le cratère situé à 4 393 mètres d'altitude. Grotte du Mont Rainier (USA)La grotte du cratère ouest est la plus grande avec près de 60 mètres de large et 15 mètres de haut. Elle contient un petit lac. Son atmosphère, chargée de gaz carbonique et d’hydrogène sulfuré, provoque de forts essoufflements. On y accède par une étroiture qui était totalement bouchée en 2003.
© F.Le Guern
Après une ascension délicate, ils rentrent dans un autre monde, celui des grottes de glace. En effet, dans le cratère, des fumerolles chaudes de vapeur d'eau et de gaz ont sculpté dans le glacier un réseau de galeries long de deux kilomètres. Sur place, les chercheurs prélèvent des échantillons de gaz, essentiels pour comprendre l'activité du volcan. "On a mis en évidence le rôle des gaz dans la digestion des roches volcaniques qui se transforment alors progressivement en argile, une matière très instable", explique François Le Guern. Il a organisé avec son équipe plusieurs missions d'exploration des grottes. 
Leur observation n'est pas anodine. Même si elle ne permet pas de prévoir avec exactitude quand aura lieu la prochaine éruption, elle montre comment les gaz émis par les entrailles du volcan le fragilisent. Et préparent son réveil. 

01.UNE POPULATION CONSCIENTE DES RISQUES VOLCANIQUES

18 mai 1980. Cette date est encore dans toutes les mémoires. Celle des volcanologues du monde entier. Celle des Américains aussi, qui ont vécu de près ou de loin la gigantesque éruption du mont Saint Helens, situé dans l'Etat de Washington, à l'ouest des Etats-Unis. Les chiffres parlent d'eux-mêmes : jusqu'à 30 km au nord du cratère, des forêts entières de pins ont été balayées par des nuées ardentes de cendres et de gaz brûlants. Le Mont St Helens aux Etats-UnisLe mont St Helens quelques semaines après l’éruption. Le volcan est toujours actif.
© Bill Lokey/FGER
D'énormes coulées de boues charriant des millions de tonnes de débris volcaniques et d'eau – produites par la fonte rapide de la neige et de la glace au contact des roches et des gaz chauds – ont tout dévasté sur leur passage et ce, jusqu'à 40 km du volcan.

Aussi impressionnante fut-elle, l'éruption, qui s'est déroulée dans une zone très peu peuplée, ne fit « que » 62 victimes. Elle pourrait bien passer inaperçue si un autre volcan de la même chaîne se réveillait : le mont Rainier. Situé un peu plus au sud dans la chaîne des Cascades, celui-ci fait peser bien plus de dangers sur la population qui habite à proximité, celle de Seattle et de son agglomération, soit quelque 2,5 millions d'habitants en tout. A cause du volume astronomique des glaciers (80 % de la glace du continent nord-américain, Alaska exclu) qui recouvrent le sommet du mont Rainier, les spécialistes estiment qu'en cas d'éruption majeure, la puissance dégagée serait environ 30 fois supérieure à celle du Saint Helens.

Une population consciente des risques volcaniques

Pas étonnant donc que ce « monstre » ait été désigné comme le volcan le plus dangereux des Etats-Unis. Et que les autorités l'aient placé sous surveillance rapprochée : sur ses pentes, des sismographes enregistrent en permanence les mouvements dans le sous-sol et des instruments suivent les déplacements anormaux du terrain en surface. Dès qu'un torrent dépasse son niveau normal – ce qui peut être le signe d'un sursaut d'activité du volcan qui dégage alors davantage de chaleur et entraîne la fonte des glaces au sommet –, l'alerte est donnée simultanément à la sécurité civile, aux scientifiques, mais aussi à la population et à la presse. François Le Guern, géochimiste du laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (unité mixte CNRS-CEA à Saclay) , a réalisé plusieurs expéditions au mont Rainier en collaboration avec la sécurité civile américaine et l'organisme de surveillance des volcans américains (United States geological survey) : « les personnes les plus exposées sont largement informées des dangers qu'elles encourent et elles sont même préparées à se débrouiller par elles-mêmes pendant les trois premiers jours de l'éruption. » Le cas du Saint Helens a montré combien il était difficile de prévoir avec certitude une éruption volcanique et d'évaluer ses conséquences. Les autorités américaines admettent donc sans ambiguïté leurs limites et le disent aux populations qui se sentent ainsi plus responsables en cas de crise et sont prêtes à accepter plus facilement le déclenchement de fausses alertes.

02.DES COULÉES DE BOUE DESTRUCTRICES

Davantage que l'éruption en elle-même, ce que craignent avant tout les scientifiques et les autorités de surveillance du volcan, ce sont les coulées de boue, aussi appelées lahars. Elles ont plusieurs origines, mais à chaque fois, le résultat est le même : Echantillonnage de gazL’épaisseur de la couverture neigeuse varie considérablement en fonction des saisons. En 2003, un été chaud a provoqué une fonte importante et une partie de la voûte des grottes a disparu. L’échantillonnage des gaz s’est alors fait à l’air libre.
© F.Le Guern
pouvant progresser jusqu'à plus de 100 km/h selon l'état du terrain, elles détruisent et ensevelissent tous les obstacles qu'elles rencontrent. Constitués par un mélange d'eau et de roches volcaniques, ces lahars ont une texture pâteuse de ciment humide. Ils peuvent être créés, soit à la suite d'une éruption comme ce fut le cas au Saint Helens où les cendres chaudes crachées par le volcan se sont mêlées à l'eau des glaciers, soit par des glissements de terrain qui entraînent avec eux de grandes quantités de roches volcaniques brûlantes, de glace et de neige. 
C'est ce dernier phénomène qui a engendré, il y a 5 600 ans, le plus gros lahar connu des géologues. Une éruption phréatique avait entraîné l'effondrement d'un énorme pan du mont Rainier et la coulée de boue avait recouvert une zone d'environ 550 km. Sommet du Mont Rainier (USA)Arrivée au sommet au petit matin. Près de 20 mètres de neige tombent sur le Mont Rainier chaque année. Les glaciers forment des crevasses profondes. Les alpinistes doivent s’encorder afin d’être retenus en cas de chute
© F.Le Guern
Transposée à l'époque actuelle, la coulée ensevelirait plusieurs villes de la banlieue de Seattle sous plusieurs dizaines de mètres de boue. Bien que de telles catastrophes soient extrêmement rares, cela ne doit pas faire oublier aux habitants que leur volcan ne s'est jamais vraiment endormi – en 1841, 1843 et 1854, il a connu trois petites éruptions. Par l'étude des dépôts qu'ont laissés les anciennes éruptions, les volcanologues reconstituent l'histoire du volcan sur 10 000 ans et ils estiment que des lahars plus ou moins destructeurs se produisent tous les 100 à 500 ans en moyenne et des éruptions avec formation d'un panache de cendres et de pierres ponce tous les 900 ans environ. Précision «satisfaisante pour les géologues mais pas du tout pour les populations », comme le remarque François Le Guern. 

03.DES GROTTES SOUS LA GLACE

Pour mieux comprendre les sautes d'humeur du mont Rainier, il est nécessaire pour les volcanologues d'aller sur le terrain, à l'intérieur des deux cratères Ouest et Est situés au sommet, Intérieur d'une grotte du Mont Rainier (USA)L’entrée des grottes du cratère ouest (vue de l’intérieur) résulte d’un équilibre entre l’air chaud des fumerolles et l’abondance de la neige balayée par les vents violents. A chaque expédition, les grottes changent d’aspect.
© F.Le Guern
formés après l'énorme éruption datant de 5 600 ans. Mais, à 4 393 mètres d'altitude (le point culminant de la chaîne des Cascades), il faut également avoir une solide expérience en alpinisme et en spéléologie. Car c'est sous les glaciers que se trouvent les deux cratères. On pénètre alors dans un monde étrange, plongé dans l'obscurité, celui des grottes de glace : les fumerolles chaudes qui parsèment le sol ont fait fondre la glace à certains endroits et y ont sculpté un réseau de cavernes long d'environ deux kilomètres, le plus long connu actuellement. Deux autres volcans de la chaîne, le mont Baker et le mont Hood, présentent aussi cette particularité.

La première exploration des grottes de glace du Rainier remonte à 1972 par des scientifiques américains. En 1997, François Le Guern, spécialiste de la chimie des gaz volcaniques, est sollicité pour reprendre ces campagnes d'observation. Prise de gaz au Mont Rainier (USA)Prise de gaz dans la grotte du cratère ouest. Les fumerolles contiennent du soufre. Il cristallise sur le sol en formant un dépôt jaune. L’analyse des isotopes de soufre dans la neige permet d’évaluer la proportion de soufre volcanique. Les gaz prélevés dans les grottes du cratère est ne contiennent pas de soufre volcanique : il a été filtré par le sol.
© F.Le Guern
Les missions, explique-t-il, consistent à « cartographier les grottes et repérer les fumerolles pour y récolter les différents gaz émis ». Ces gaz proviennent du dégazage progressif du magma en profondeur. Ils sont d'une importance capitale car ils racontent l'histoire des modifications qu'ils subissent en se refroidissant dans le sol. Les chercheurs les prélèvent au niveau de fissures à l'aide de tuyaux souples reliés à des flacons en verre. Ils relèvent en même temps la température de ces vapeurs constituées principalement d'eau et, en plus petite quantité, de dioxyde de carbone (CO2) et de composés soufrés. À certains endroits, les fumerolles peuvent atteindre 85° C et ainsi faire monter la température des grottes à 5° C. Dans le cratère Est, les eaux de fonte ont même formé un petit lac.

04.LE SOUFRE RACONTE LA VIE DU VOLCAN

Mais l'exploration des cavernes n'est pas sans danger. Le manque d'air dû à l'altitude associé à la présence dans l'atmosphère de CO2 essouffle rapidement les volcanologues. Il arrive même, dans certains cas, que des poches de CO2 se forment dans les grottes au point de rendre l'air irrespirable, voire mortel. Entrée de grottes au Mont Rainier (USA)Entrée des grottes cratère ouest (vue de l’extérieur). Ici, l’entrée est parfaitement visible mais en quelques heures, la neige emportée par le vent peut les recouvrir totalement. Les grottes sont alors difficiles à localiser et peuvent être dangereuses car les cavités peuvent mesurer plusieurs mètres de hauteur.
© F.Le Guern
Comme au mont Baker en 2003. Dans de telles conditions, précise François Le Guern, « je préfère utiliser une simple bougie qui s'éteindra instantanément, plutôt qu'un capteur qui indique la concentration en CO2 en 5 secondes alors que l'asphyxie survient en moins de 4 secondes ». 
Dans les grottes du mont Rainier, cela n'est encore jamais arrivé, l'atmosphère contenant au maximum 1,5 % de gaz carbonique. Les volcanologues ont alors tout le loisir d'explorer le réseau de galeries et de faire leur collecte de gaz. Un constituant les intéresse particulièrement : le soufre. Seules les fumerolles du cratère Ouest en produisent, en très faible quantité. Cela suffit à donner à l'air une odeur caractéristique d'œuf pourri, traduisant la présence d'hydrogène sulfuré (H2S). Pour les scientifiques, le fait que l'on trouve du soufre d'origine volcanique dans un seul des deux cratères est une aubaine. En effet, en analysant les isotopes du soufre qu'ils ont collecté dans les fumerolles, la neige, l'eau du lac et sur les dépôts jaunes cristallisés, ils peuvent discriminer celui produit par la pollution et les plantes qui parvient à s'infiltrer dans les grottes par la neige de celui fabriqué par le volcan. Ainsi, si le cratère Est se mettait à émettre du soufre ou si le cratère Ouest venait à en produire davantage, cela indiquerait un changement dans l'activité du volcan. Cependant, avertit François Le Guern, « c'est une sonnette d'alarme qui ne peut pas donner la date de la prochaine éruption, mais seulement dire qu'il se passe quelque chose dans les entrailles du volcan ». 

05.DE LA ROCHE À L'ARGILE

Bien que les travaux sur les isotopes du soufre n'en soient qu'à leur début, ils ont permis de montrer qu'un processus particulier se déroulait dans le volcan, celui de la digestion des roches par les gaz volcaniques acides, et particulièrement les gaz soufrés. Attaquées, ces roches se transforment en argile grisâtre. Ainsi altéré, le volcan devient plus fragile et si le sol se gorge d'eau, il en faut peu pour qu'un glissement de terrain se produise. Mont Rainier (Etats-Unis)Culminant à 4400 mètres d’altitude face à l’océan Pacifique, le sommet du mont Rainier connaît des conditions de tempêtes extrêmes. Alors qu’il fait beau temps dans la vallée, le sommet se couvre d’un nuage lenticulaire et des vents de plus de 100 km/h balaye la neige à l’horizontale.
© JF Santoni
C'est probablement ce qui s'est passé au mont Rainier, il y a 5 600 ans et, pour François Le Guern, c'est ce même phénomène qui s'est déroulé au mont Saint Helens. Un immense glissement de terrain a mis à nu toute une partie du volcan. La pression qui s'exerçait sur les couches du dessous a alors disparu, vaporisant instantanément l'eau et libérant les gaz (comme une bouteille de limonade agitée qu'on ouvre) en un immense panache. Pour le volcanologue, ce n'est pas une explosion due à une poussée violente du magma, comme le soutiennent certains, mais bien une décompression brutale causée par un glissement de terrain. Si cette hypothèse se confirme, elle rend impossible une prévision d'éruption. Mais cela ne décourage pas François Le Guern et les autres volcanologues partisans de cette théorie. Ils continuent d'étudier le mont Rainier et les autres volcans des Cascades afin d'informer non seulement les responsables de la sécurité américaine, mais aussi les populations sur l'avancée de leurs travaux.

Ressources

Commenter cet article

Nous sommes sociaux !

Articles récents