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 une représentation saisissante de lave jaune et rouge bouillonnant depuis des fissures, des feux orangés et de la fumée blanche.

Outre les dangers visibles qui jaillissent d’un volcan en éruption, il y a quelque chose d’invisible mais pas moins dangereux : des gaz toxiques comme le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone, le sulfure d’hydrogène, l’acide chlorhydrique et le monoxyde de carbone. Les gaz sont libérés par le magma lorsque la pression de la Terre n’est plus capable de les contenir, un peu comme lorsqu’on ouvre une bouteille de champagne ou une canette de soda.

Être préparé, c’est connaître les types de volcans et d’éruptions, quels gaz et autres débris peuvent être libérés, et jusqu’où la fumée, les cendres et les gaz peuvent voyager.

Types de volcans

Les géologues regroupent généralement les volcans en quatre grands types : les cônes de scories, les volcans composites, les volcans boucliers et les dômes de lave.

1. Les cônes de scories sont le type de volcan le plus courant. Ils présentent des pentes droites et abruptes, ont un grand cratère au sommet et dépassent rarement 300 mètres de hauteur.
2. Les volcans composites, parfois appelés stratovolcans, mesurent souvent plus de 3 000 m. Vers la base, ils ont des pentes douces qui deviennent abruptes vers le sommet et présentent un petit cratère au sommet. Ce sont les volcans les plus pittoresques — et les plus meurtriers.
3. Les volcans boucliers sont massifs et larges, 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 pieds).
4. Dômes volcaniques ou dômes de lave se forment à partir de masses relativement petites et globuleuses de lave trop visqueuse 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 augmentation de la teneur en cristaux produit un magma 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 : des 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 de l’éruption ou le lieu où elles se produisent.

1. Éruptions stromboliennes : ce sont des jets distincts de lave fluide provenant de l’orifice d’un conduit sommital rempli de magma. Les explosions se produisent généralement toutes les quelques minutes, à intervalles réguliers ou irréguliers.
2. Éruptions vulcaniennes : ce sont de courtes explosions violentes, relativement petites, de magma visqueux. Les éruptions vulcaniennes produisent 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. Éruptions de dômes de lave : elles se forment lorsque de la lave très visqueuse et fragmentée est expulsée d’un évent sans explosion.
4. Éruptions surtseyennes : elles se produisent lorsque le magma ou la lave interagit de manière explosive avec l’eau, généralement à partir d’un volcan sous-marin.
5. Hawaïennes : de la 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 ; on parle alors de « fontaines de feu ». Parce que le magma a une faible viscosité, la lave peut parcourir des kilomètres avant de se refroidir et de durcir.
6. Pliniennes : ce sont les plus grandes et les plus violentes de tous les types. Elles sont extrêmement destructrices et peuvent même anéantir entièrement le sommet d’une montagne, comme cela s’est produit au mont Saint Helens en 1980.

Qu’est-ce que la cendre volcanique ?

La cendre volcanique est un terme couramment utilisé pour désigner l’ensemble des « téphras » ou « pyroclastiques », c’est-à-dire des particules de matière rocheuse ignée de tailles diverses qui ont été éjectées des volcans. Les termes téphra / pyroclastique sont classés par taille :

• Blocs ou bombes : plus de 64 millimètres (2,5 pouces)
• Lapilli : moins de 64 mm
• Cendre volcanique : moins de 2 mm (0,079 po)
• Cendre volcanique fine ou poussière volcanique : moins de 0,063 mm (0,0025 po)

Toutes les éruptions explosives produisent des téphras. La cendre volcanique et la cendre volcanique fine sont ensuite dispersées par les vents dominants et peuvent tomber à des centaines, voire des milliers de kilomètres de distance. La cendre volcanique en suspension dans l’atmosphère constitue un danger pour l’aviation.

Les téphras peuvent également avoir des impacts 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’infrastructures 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 entraîner d’importants travaux de nettoyage. Cependant, elles sont généralement confinées à quelques dizaines de kilomètres du cratère et, comme elles se produisent lors de grandes éruptions, elles sont relativement rares.

Les effets à court terme comprennent couramment une irritation des yeux et des voies respiratoires supérieures ainsi qu’une aggravation de l’asthme préexistant. Les communautés touchées peuvent également subir d’autres impacts sociaux directs et indirects, notamment des perturbations 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 dont ils ont 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 de sulfate (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 quelques jours.

La composition exacte du vog dépend du temps dont le panache volcanique a disposé pour réagir dans l’atmosphère. Loin du conduit éruptif, 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 dispose 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 principalement composé de PM2,5.

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

Les cultures agricoles et autres plantes peuvent subir des dommages en raison de l’exposition à ces polluants. Les agriculteurs et les jardiniers situés sur la trajectoire des polluants (SO₂ et pluie acide) ont signalé des dégâts importants sur les plantes causés par les vents transportant le gaz SO₂ et des particules acides.

Qu’est-ce que laze ?

Lorsque la lave en fusion s’écoule dans l’océan, elle réagit vigoureusement avec l’eau de mer pour créer un autre type de panache gazeux qui provoque des conditions brumeuses et nocives sous le vent d’une entrée dans l’océan. Appelé panache de « laze » (fusion des mots « lava » et « haze »), il se forme à travers une série de réactions chimiques lorsque la lave brûlante fait bouillir l’eau de mer jusqu’à l’assèchement.

Le laze est souvent un mélange irritant de gaz d’acide chlorhydrique (HCl), de vapeur 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. Le vent peut transporter le laze et même ses bords vaporeux peuvent provoquer des irritations de la peau et des yeux ainsi que des difficultés respiratoires. Le laze peut également provoquer des pluies acides aux propriétés corrosives.³

De quoi sont composés les gaz volcaniques ?

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. Toutefois, des quantités importantes de dioxyde de carbone, de dioxyde de soufre, de sulfure d’hydrogène et d’halogénures d’hydrogène peuvent aussi être émises par les volcans.

Le dioxyde de carbone volcanique

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

Respirer un air contenant plus de 3 % de CO₂ peut rapidement entraîner des maux de tête, des étourdissements, une augmentation du rythme cardiaque et des difficultés respiratoires. À des concentrations dépassant environ 15 %, le CO₂ provoque rapidement une perte de conscience et la mort.

Les émissions de dioxyde de carbone d’un volcan ont tendance à se diluer rapidement et ne présentent donc généralement pas de menace directe pour les personnes. Toutefois, 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

Le 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. Personne ne connaît les effets à long terme de l’exposition au dioxyde de soufre volcanique sur la santé, indiquent les autorités.

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 ; de fortes concentrations de dioxyde de soufre produisent un smog volcanique, causant des problèmes de santé persistants pour les populations situées sous le vent.

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

Le sulfure d’hydrogène volcanique

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

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 ratios de mélange supérieurs 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 tomber une personne. À ce niveau d’exposition pendant jusqu’à une heure, la mort peut survenir.

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

Lorsque le magma s’élève 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, ont une forte solubilité et peuvent potentiellement provoquer des pluies acides. Les particules de cendre sont également souvent recouvertes d’halogénures d’hydrogène. Une fois déposées, ces particules de cendre enrobées peuvent contaminer les réserves d’eau potable, les cultures agricoles et les terres de pâturage.⁵

Populations à risque et émissions volcaniques

La plupart des adultes en bonne santé se rétabliront après une exposition. Cependant, certaines personnes sont davantage à risque de conséquences graves 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 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 affections rendent les malades vulnérables aux crises cardiaques, aux douleurs thoraciques transitoires, à l’insuffisance cardiaque, aux accidents vasculaires cérébraux 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 d’entrer
• Portez un masque à l’extérieur. Utilisez uniquement un masque respiratoire classé N95 ou N100 pour aider à vous protéger des particules de fumée.
• Consultez les sites de surveillance de la qualité de l’air, comme l’indice de qualité de l’air de AirVisual.
• Ayez vos médicaments à portée de main. Si vous êtes asthmatique ou souffrez d’autres troubles respiratoires, gardez vos médicaments à disposition 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 anti-pollution de l’air, comme le masque IQAir certifié KN95, pour vous protéger de l’inhalation de polluants particulaires en suspension dans l’air contenus dans le vog.
• Créez un refuge d’air pur à l’intérieur de votre maison. Les particules et les gaz peuvent rapidement s’accumuler à l’intérieur de votre domicile. Gardez les fenêtres fermées et obturez toutes les ouvertures vers l’extérieur, y compris les évents. Lorsque vous utilisez un climatiseur, veillez à le régler en mode recirculation et à fermer l’arrivée d’air frais. Filtrez l’air lorsque vous ventilez l’espace avec un purificateur d’air haute performance pour le smog volcanique (vog), comme le GC MultiGas.
• Évitez les activités qui polluent davantage l’air intérieur. Évitez d’allumer des bougies, d’utiliser la cheminée, ou même de passer l’aspirateur (à moins de posséder un aspirateur HEPA haute performance). Toutes ces activités peuvent autrement devenir des sources supplémentaires de polluants de l’air intérieur

Les phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques ne peuvent pas être नियंत्रlés. Cependant, grâce à vos connaissances et à une bonne préparation, vous pouvez vous protéger, ainsi que votre famille, du mieux possible.