Faits sur les volcans et conseils de sécurité

Les éruptions volcaniques sont l’un des agents naturels de changement les plus impressionnants, violents et spectaculaires de notre planète. Les images d’une éruption peuvent montrer un spectacle saisissant de lave jaune et rouge jaillissant des fissures, des feux orange et de la fumée blanche.

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Outre les dangers visibles émanant d’un volcan en éruption, il existe quelque chose d’invisible mais tout aussi dangereux : des gaz toxiques, le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone, le sulfure d’hydrogène, l’acide chlorhydrique et le monoxyde de carbone. Ces gaz sont libérés du magma lorsque la pression de la Terre n’est plus capable de les contenir, comme lorsqu’on ouvre une bouteille de champagne ou une canette de soda.

Être préparé implique de connaître les types de volcans et d’éruptions, les gaz et autres débris qui peuvent être libérés, ainsi que la distance que la fumée, les cendres et les gaz peuvent parcourir.

Types de volcans

Les géologues classent généralement les volcans en quatre grands types : les cônes de cendres, les volcans composites, les volcans-boucliers et les dômes de lave.

1. Les cônes de cendres ou de scories sont le type de volcan le plus courant. Ils présentent des pentes droites et abruptes, un énorme cratère au sommet, et dépassent rarement 300 mètres (1 000 pieds) de hauteur.
2. Les volcans composites, parfois appelés stratovolcans, dépassent souvent 3 000 m (10 000 ft). À la base, leurs pentes sont douces puis deviennent abruptes vers le sommet, où se trouve un petit cratère. Ce sont les volcans les plus pittoresques – et les plus meurtriers.
3. Les volcans-boucliers sont massifs et étendus, généralement 20 fois plus larges que hauts. Les plus hauts volcans du monde sont des volcans-boucliers et s’élèvent à plus de 9 500 m (31 000 ft).
4. Les dômes volcaniques ou dômes de lave sont formés par des masses de lave relativement petites et bombées, trop visqueuses pour s’écouler sur une grande distance.¹

Types d’éruptions volcaniques

Le type d’éruption volcanique est déterminé par la teneur en cristaux et en gaz, ainsi que par la température du magma :

• Les cristaux influencent la viscosité du magma (l’épaisseur d’un liquide). Une teneur plus élevée en cristaux produit un magma proportionnellement plus épais et plus visqueux.
• Les gaz piégés dans un magma plus visqueux ont plus de difficulté à s’échapper. Cela rend une explosion plus probable.
• Température : Les magmas à température plus élevée permettent aux gaz de s'échapper plus facilement, tandis que les magmas à plus basse température sont plus visqueux et augmentent la probabilité d'une explosion.

Les éruptions volcaniques sont classées en plusieurs types. Certaines portent le nom d'un volcan particulier et d'autres sont nommées d'après la forme des débris éruptifs ou le lieu où elles se produisent.

1. Les éruptions stromboliennes se caractérisent par des bouffées distinctes de lave fluide provenant de l'ouverture d'un conduit sommital rempli de magma. Les explosions se produisent généralement toutes les quelques minutes, à intervalles réguliers ou irréguliers.
2. Les éruptions vulcaniennes sont des explosions courtes, violentes et relativement petites de magma visqueux. Les éruptions vulcaniennes provoquent de puissantes explosions dans lesquelles les matériaux peuvent se déplacer à plus de 350 mètres par seconde (800 mph) et s'élever à plusieurs kilomètres dans l'air.
3. Les éruptions à dôme de lave se forment lorsqu'une lave très visqueuse et chargée de débris est expulsée d'un évent sans exploser.
4. Les éruptions surtseyennes se produisent lorsque le magma ou la lave interagit de manière explosive avec l'eau, généralement à partir d'un volcan sous-marin.
5. Hawaïenne : Une lave fluide est projetée dans l'air en jets depuis un évent ou une ligne d'évents (une fissure) au sommet. Les jets peuvent durer des heures, voire des jours, un phénomène appelé « fontaines de lave ». Comme le magma a une faible viscosité, la lave peut parcourir des kilomètres avant de refroidir et de durcir.
6. Pliniennes sont les plus grandes et les plus violentes de toutes les catégories. Elles sont extrêmement destructrices et peuvent même anéantir tout le sommet d'une montagne, comme ce fut le cas au mont St. Helens en 1980.

Qu'est-ce que les cendres volcaniques ?

Le terme cendres volcaniques est couramment utilisé pour désigner l'ensemble des « tephras » ou « pyroclastites », qui sont des particules de roche ignée de différentes tailles éjectées par les volcans. Les termes tephra / pyroclastiques sont classés par taille :

• Blocs ou bombes : plus de 64 millimètres (2,5 pouces)
• Lapilli : moins de 64 mm
• Cendres volcaniques : moins de 2 mm (0,079 po)
• Cendres volcaniques fines ou poussières volcaniques : moins de 0,063 mm (0,0025 po)

Toutes les éruptions explosives produisent des tephras. Les cendres volcaniques et les cendres volcaniques fines sont ensuite dispersées par les vents dominants et peuvent retomber à des centaines, voire des milliers de kilomètres. Les cendres volcaniques en suspension dans l'atmosphère représentent un danger pour l'aviation.

Les tephras peuvent également avoir des effets considérables au sol. Des retombées relativement fines (moins de 10 mm) peuvent avoir des effets néfastes sur la santé des personnes vulnérables et perturber les services d'infrastructure critiques, l'aviation, l'agriculture et d'autres activités socio-économiques sur des zones potentiellement très vastes.

Des retombées de cendres épaisses (plus de 100 mm) peuvent endommager les cultures, la végétation et les infrastructures, causer des dommages structurels aux bâtiments et nécessiter d'importantes opérations de nettoyage. Cependant, elles sont généralement limitées à quelques dizaines de kilomètres autour de l'évent et, comme elles se produisent lors de grandes éruptions, elles sont relativement rares.

Les effets à court terme comprennent généralement une irritation des yeux et des voies respiratoires supérieures, ainsi qu'une aggravation d'un asthme préexistant. Les communautés touchées peuvent également subir d'autres impacts sociaux directs et indirects, notamment une perturbation des moyens de subsistance et l'anxiété que cela peut provoquer.²

Qu'est-ce que le vog ?

Le terme « vog » est générique, la proportion réelle de gaz et de particules dépendant du temps qu’il a eu pour réagir dans l’atmosphère. Le vog est un mélange brumeux de gaz SO₂ et de PM2.5, principalement composés de gouttelettes d’acide sulfurique et d’autres composés sulfates (SO₄).

Les aérosols se forment lorsque le SO₂ et d’autres gaz volcaniques se combinent dans l’atmosphère et interagissent chimiquement avec l’oxygène, l’humidité, la poussière et la lumière du soleil sur des périodes allant de quelques minutes à plusieurs jours.

La composition exacte du vog dépend du temps dont le panache volcanique a disposé pour réagir dans l’atmosphère. Loin de la bouche éruptive, les aérosols constituent le principal composant du vog. Plus près du volcan, le vog contient à la fois des aérosols et du gaz SO₂ non réagi.

À proximité des sources d’émission de gaz, le vog peut contenir des quantités importantes de gaz SO₂ non réagi. Plus le gaz SO₂ a de temps pour réagir dans l’atmosphère, plus la conversion du gaz SO₂ en particules est complète. Les particules fines diffusent la lumière du soleil, provoquant la brume visible observée sous le vent. Ainsi, plus loin du volcan, le vog est composé principalement de PM2.5.

Les personnes ayant des problèmes de santé préexistants constituent le principal groupe à risque d’effets sur la santé dus à l’exposition au vog, mais les personnes en bonne santé peuvent également présenter des symptômes.

Les cultures agricoles et les autres plantes peuvent être endommagées par l’exposition à ces polluants. Les agriculteurs et les jardiniers situés sur la trajectoire des polluants (SO₂ et pluies acides) ont signalé des dommages importants aux plantes causés par des vents transportant du gaz SO₂ et des particules acides.

Qu’est-ce que le laze ?

Lorsque de la lave en fusion s’écoule dans l’océan, elle réagit violemment avec l’eau de mer pour créer un autre type de panache gazeux qui entraîne des conditions brumeuses et nocives sous le vent du point d’entrée dans l’océan. Appelé panache de « laze » (contraction des mots anglais « lava » et « haze »), il se forme par une série de réactions chimiques lorsque la lave chaude fait bouillir l’eau de mer jusqu’à évaporation complète.

Le laze est souvent un mélange irritant de gaz acide chlorhydrique (HCl), de vapeur d’eau et de minuscules particules de verre volcanique. Ce mélange gazeux chaud et corrosif a causé des décès, le laze doit donc être pris au sérieux. Les vents peuvent transporter le laze et même ses franges les plus ténues peuvent provoquer des irritations de la peau et des yeux ainsi que des difficultés respiratoires. Le laze peut également entraîner des pluies acides aux propriétés corrosives.³

De quoi est composé le gaz volcanique ?

Le magma contient des gaz dissous, qui fournissent la force motrice à l’origine de la plupart des éruptions volcaniques. De loin, le gaz volcanique le plus abondant est la vapeur d’eau, qui est inoffensive. Cependant, des quantités importantes de dioxyde de carbone, de dioxyde de soufre, de sulfure d’hydrogène et d’halogénures d’hydrogène peuvent également être émises par les volcans.

Dioxyde de carbone volcanique

Lorsque ce gaz incolore et inodore est émis par les volcans, il se dilue généralement très rapidement jusqu’à de faibles concentrations et ne présente pas de danger vital. Cependant, comme le dioxyde de carbone froid est plus lourd que l’air, il peut s’écouler vers des zones basses où il peut atteindre des concentrations beaucoup plus élevées dans certaines conditions atmosphériques très stables. Cela peut présenter de graves risques pour les personnes et les animaux.

Respirer un air contenant plus de 3 % de CO₂ peut rapidement provoquer des maux de tête, des vertiges, une augmentation du rythme cardiaque et des difficultés respiratoires. À des concentrations supérieures à environ 15 %, le CO₂ entraîne rapidement une perte de conscience puis la mort.

Les émissions de dioxyde de carbone provenant d’un volcan ont tendance à se diluer rapidement et ne représentent donc généralement pas une menace directe pour les personnes. Cependant, le dioxyde de carbone est plus lourd que l’air, il peut donc s’accumuler dans les zones basses. Si une personne entrait dans une zone basse où le gaz s’est accumulé après une éruption volcanique, respirer cet air concentré pourrait s’avérer mortel.³

Dioxyde de soufre volcanique (SO₂)

Le dioxyde de soufre (SO₂) irrite les yeux, la peau et le système respiratoire. Les personnes atteintes de maladies cardiovasculaires ou de troubles respiratoires, comme l’asthme, sont particulièrement vulnérables. Les personnes âgées, les nourrissons et les femmes enceintes sont également particulièrement sensibles. Selon les autorités, les effets à long terme sur la santé d’une exposition au dioxyde de soufre volcanique restent inconnus.

Le dioxyde de soufre est un gaz incolore à l’odeur piquante qui irrite la peau ainsi que les tissus et les muqueuses des yeux, du nez et de la gorge. Les émissions de SO₂ peuvent provoquer des pluies acides et une pollution de l’air sous le vent d’un volcan ; des concentrations élevées de dioxyde de soufre produisent un smog volcanique, entraînant des problèmes de santé persistants pour les populations situées sous le vent.

Lors d’éruptions énormes, le SO₂ peut être injecté à des altitudes supérieures à 10 km dans la stratosphère. Là, le SO₂ est converti en aérosols sulfatés qui réfléchissent la lumière du soleil et ont donc un effet de refroidissement sur le climat terrestre. Ils jouent également un rôle dans l’appauvrissement de la couche d’ozone, car de nombreuses réactions qui détruisent l’ozone se produisent à la surface de tels aérosols.⁴

Sulfure d’hydrogène volcanique

Le sulfure d’hydrogène est un gaz incolore, inflammable, à l’odeur forte et nauséabonde, parfois appelé gaz d’égout. Il est très toxique à des concentrations élevées.

Fait intéressant, le nez humain est plus sensible au H2S que n’importe quel instrument de surveillance des gaz dont nous disposons aujourd’hui : des mélanges d’air contenant aussi peu que 0,000001 % de H2S sont associés à une odeur d’œuf pourri. Cependant, à des proportions de mélange supérieures à environ 0,01 %, le H2S devient inodore et très toxique, provoquant une irritation des voies respiratoires supérieures et, lors d’une exposition prolongée, un œdème pulmonaire.

Une exposition à plus de 500 ppm pendant plus de cinq minutes peut faire s’effondrer une personne. En cas d’exposition à ce niveau pendant jusqu’à une heure, la mort peut survenir.

Halogénures d’hydrogène volcaniques (HF, HCl, HBr)

Lorsque le magma remonte près de la surface, les volcans peuvent émettre les halogènes fluor (HF), chlore (HCl) et brome sous forme d’halogénures d’hydrogène (HBr). Ces gaz sont acides, très solubles et peuvent potentiellement provoquer des pluies acides. Les particules de cendres sont également souvent recouvertes d’halogénures d’hydrogène. Une fois déposées, ces particules de cendres enrobées peuvent contaminer les réserves d’eau potable, les cultures agricoles et les pâturages.⁵

Populations à risque et émissions volcaniques

La plupart des adultes en bonne santé se remettront d’une exposition. Cependant, certaines personnes présentent un risque plus élevé de graves conséquences pour la santé, notamment :

• Les jeunes enfants. Les enfants dont les poumons sont encore en développement sont considérés comme plus vulnérables, qu’ils aient ou non une affection préexistante.
• Les femmes enceintes. L’inhalation de vog expose les femmes enceintes et leurs enfants à naître à un risque plus élevé que la population générale.
• Les personnes âgées. Cette population est considérée comme à risque en raison d’un taux plus élevé de maladies pulmonaires et cardiaques préexistantes.
• Toute personne atteinte d’une maladie respiratoire. Les personnes souffrant d’emphysème, de bronchite chronique, de BPCO, d’asthme ou d’une autre maladie respiratoire sont à risque.
• Les personnes atteintes d’une maladie cardiovasculaire. Les maladies circulatoires comprennent l’hypertension artérielle, les maladies vasculaires, l’insuffisance cardiaque et les affections cérébrovasculaires. Ces pathologies rendent les personnes atteintes vulnérables aux crises cardiaques, aux douleurs thoraciques transitoires, à l’insuffisance cardiaque, aux AVC et à la mort subite due à une arythmie cardiaque.

Conseils de préparation aux émissions volcaniques

• Restez à l’intérieur autant que possible. Cela est particulièrement utile dans les bâtiments qui empêchent efficacement l’air extérieur de pénétrer à l’intérieur.
• Portez un masque à l’extérieur. Utilisez uniquement un masque respiratoire classé N95 ou N100 afin d’aider à vous protéger contre les particules de fumée.
• Consultez les sites de surveillance de la qualité de l’air, tels que le AirVisual Air Quality Index.
• Gardez vos médicaments à portée de main. Si vous souffrez d’asthme ou d’autres affections respiratoires, gardez vos médicaments disponibles et utilisez-les conformément à la prescription. Si vous n’avez pas de médicaments, mais pensez en avoir besoin, appelez votre médecin.
• Portez un masque antipollution, tel que le masque IQAir certifié KN95, afin de vous protéger contre l’inhalation des polluants particulaires en suspension présents dans le vog.
• Créez un refuge d’air pur à l’intérieur de votre domicile. Les particules et les gaz peuvent rapidement s’accumuler dans votre domicile. Gardez les fenêtres fermées et colmatez toute ouverture vers l’extérieur, y compris les bouches d’aération. Lorsque vous utilisez un climatiseur, veillez à le régler en mode recirculation et à fermer l’entrée d’air frais. Filtrez l’air lors de la ventilation de l’espace avec un purificateur d’air haute performance pour le smog volcanique (vog), tel que le GC MultiGas.
• Évitez les activités qui polluent davantage l’air intérieur. Évitez de brûler des bougies, d’utiliser la cheminée ou même de passer l’aspirateur (à moins de posséder un aspirateur HEPA haute performance). Sinon, tous ces éléments peuvent devenir des sources supplémentaires de polluants de l’air intérieur

Les événements naturels tels que les éruptions volcaniques ne peuvent pas être contrôlés. Cependant, grâce aux connaissances et à la préparation, vous pouvez vous protéger, ainsi que votre famille, du mieux possible.