La lave

Coulée de lave du volcan Kilauea (Hawaii).

Les laves, essentiellement constituées par de la silice et de l'alumine combinées en proportions variables avec des bases alcalines, potasse et soude, ou alcalin-terreuses, chaux, et magnésie, du fer oxydé, sont nécessairement d'autant moins fusibles et par suite peu fluides, qu'elles sont plus siliceuses. De plus, la proportion de cet élément influe à ce point sur leur aspect, leur texture et leur densité, que toutes celles à excès de silice, qu'on peut qualifier de laves acides, sont légères, marquées de colorations claires, poreuses et rudes au toucher. La consolidation rapide, à-l'air libre, de leurs coulées visqueuses les amènent à prendre des formes courtes, épaisses, tandis que les laves basiques, qu'une plus grande richesse en éléments ferrugineux rend lourdes, noirâtres ou gris foncé et plus fusibles, peuvent s'étendre fort loin en longues traînées, se comportant vraiment, en venant combler les dépressions, s'accumuler en arrière des obstacles, puis déborder pardessus, comme des fleuves de feu.

Divers modes de solidification, des laves. Cheires. 
Ce qui exerce aussi une grande influence sur leur fluidité, c'est l'élément vitreux. Toutes les laves en contiennent, mais dans des proportions très inégales, car, au sein de cette matière amorphe, ce qu'on observe ce sont des minéraux cristallisés qui peuvent envahir toute la masse au point de lui faire perdre son état vitreux initial. Cette condition est surtout réalisée par les microlithes, c.-à-d. par de petits cristaux aiguillés ou granuleux d'ordre microscopique qui, nés au sein de la masse vitreuse des laves dans sa dernière phase de consolidation, représentent une cristallisation imparfaite, arrêtée pour ainsi dire à son début. Mais en dehors de ces éléments, il est de gros cristaux, bien apparents, qu'on reconnaît aisément à l'oeil nu disséminés dans la roche par fragments corrodés, brisés. Or quand ces derniers, qui correspondent à une première phase de consolidation profonde, intratellurique, se sont trouvés ensuite charriés, pendant l'éruption, dans la masse liquide en y subissant les actions mécaniques et chimiques qui les ont réduits à l'état de débris émoussés, prédominent, la lave devenue granitoide (limburgite, augitite) se solidifie en masses granulaires n'ayant plus rien de l'aspect habituel des coulées. De plus, étant donné que ses éléments essentiels sont, à l'exclusion des feldspaths, constitués par des minéraux lourds tels que le péridot, l'augite et la magnétite, on la remarque localisée dans les parties basses du volcan, sans pouvoir le plus souvent parvenir au jour; si bien qu'à cet état elle représente, pour les laves basiques, un faciès de profondeur dont la mise à découvert ne peut se faire que par érosion.

Tout autres sont les laves franchement vitreuses : non seulement leur grande fluidité leur permet de monter très haut dans la cheminée des grands volcans, mais de remplir le cratère terminal et déborder par-dessus, à la manière d'un trop plein, en coulées de déversement largement étalées en nappes visqueuses sur les flancs du cône. Quand leur sortie se fait ensuite par fissures ouvertes en contre-bas, elles s'élancent par jets paraboliques, semblables à ceux d'une lance d'arrosage, puis descendent très vivement sur les pentes en restant continues sur toute espèce de déclivité. Leur surface, ondulée après consolidation, reste `aussi parfaitement unie, luisante, )en raison d'une sorte d'émail superficiel qui peut prendre, comme les laitiers de forges, un éclat miroitant.

Un état de vitrosité moindre détermine ensuite la subdivision des coulées en replis tortueux, simulant, après solidification, des paquets de cordages entrelacés, d'où leur nom de laves cordées.

D'autres faits servent à caractériser ces laves vitreuses; quand elles sont douées d'une fluidité très grande, comme aux îles Hawaii, le dégagement des gaz contenus dans la coulée devient tardif, et au lieu de s'y faire comme d'habitude à la manière de ce bouillonnement, qui rend la surface scoriacée, se localise dans des crevasses superficielles et s'y traduit par l'apparition de vraies fontaines jaillissantes de laves, capables d'atteindre en hauteur une centaine de mètres, en offrant toutes les variétés de formes qu'affectent les jets d'eau, mais cela sans violence, à ce point qu'il est de ces fontaines dont le jet en gerbes écumeuses a pu être comparé à celui de la montée du lait en ébullition. Dans le cas des laves cordées, la croûte superficielle est sans doute plus épaisse, mais elle est encore longtemps suffisamment plastique pour que les gaz emprisonnés puissent la soulever en une sorte d'ampoule, dont le centre reste creux et l'élévation suffisante pour lui donner le caractère d'une grotte élevée, à parois garnies de très longues et très grosses stalactites de lave.
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Un des nombreux tubes de lave de l'île Santa Cruz (archipel des Galapagos).
Source : The World Factbook.

Quant aux formes superficielles scoriacées qu'affectent si fréquemment les coulées de laves, elles ne se réalisent qu'avec un degré de fusibilité nettement abaissé. Dans ce cas, non seulement la surface très vite refroidie se couvre d'une croûte que le dégagement rapide des gaz rend bulleuse, mais une consolidation de la base a lieu aussi au contact de la roche sous-jacente, si bien que le courant, circulant ainsi dans une gaine qui s'allonge avec lui et le met à l'abri de l'air, peut s'y maintenir longtemps en fusion. Mais tandis que la solidification de la base de la coulée, au contact du terrain, est complète, celle de la surface, loin de former un toit solide, reste flexible, peu épaisse et criblée de fissures; d'où la division subséquente de cette croûte scoriacée, par fragments que le courant peut facilement entraîner, puis pousser devant lui à mesure qu'il progresse. Ainsi naissent les coulées à surface rugueuse, hérissée de blocs déchiquetés, puis enchevêtrés par leur charriage sur une lave en mouvement et qui prennent en Auvergne, sous le nom de cheires, leur meilleur type.

Dans l'intérieur de leurs gaines de scories, ces laves restant longtemps fluides peuvent s'écouler complètement en laissant en amont de grandes galeries creuses prenant, comme dans les Açores, le caractère de tunnels on mieux de grottes à stalactites laviques, et dans lesquels on peut constater la présence, sur les parois, de moulures étagées marquant les stades successifs d'abaissement du niveau de la lave dans son mouvement de progression. Mais le plus souvent cette lave intérieure reste en place en y prenant, par suite des circonstances de son lent refroidissement, une structure en retrait qui amène sa division en colonnes prismées, d'où l'apparition sur leurs lignes d'affleurement, quand l'érosion a déblayé leur couverture scoriacée, des grandes colonnades si caractéristiques des laves basaltiques ou de ces pavages naturels, d'apparence cyclopéenne, qu'on désigne sous le nom de Chaussée des géants, quand les prismes sont vus sur la tranche.

En même temps, tandis que la surface de ces coulées subit au contact de l'air ou du sol sous-jacent ce refroidissement brusque qui fait que ces zones scoriacées restent essentiellement vitreuses, l'intérieur, protégé contre le rayonnement par la faible conductibilité de son enveloppe, restant longtemps chaud et liquide, peut non seulement cristalliser complètement, mais d'une façon progressive, et acquérir par suite la compacité qui lui permet de résister à l'érosion.

Coulées discontinues. Brèches volcaniques.
Il est juste d'ajouter que cette compacité pour la lave peut être encore pleinement acquise et s'adresser même à toute la masse dans les parties inférieures des coulées, quand, circulant sur des pentes insensibles, sans vitesse appréciable, elle peut se refroidir tranquillement. La lutte habituelle qui s'établit entre le courant et la croûte des scories, en donnant lieu à la surface hérissée, chaotique des cheires, ne pouvant plus se produire, l'ensemble forme une masse plus homogène, atteignant son maximum d'effet au front même de la coulée. Inversement, dans le point de sortie ou sur les flancs du volcan, les pentes sont toujours très fortes, la vitesse peut atteindre et même dépasser 2 à 3 m. par seconde, la lave s'étire et les scories, très réduites, s'y allongent de même en traînées discontinues. C'est bien pis encore quand il s'agit de déversements sur les pentes des cônes de débris. L'inclinaison du talus dépassant 35°, il ne peut plus être question de nappe régulière, la lave se fragmente en blocs qui s'entassent en longues traînées chaotiques sur les pentes inférieures de la montagne. Ainsi se produisent des brèches volcaniques qui peuvent devenir très cohérentes (agglomerat-lava) quand leurs débris sont cimentés par une nouvelle poussée de lave plus tranquille. Mais cette forme fragmentaire peut encore se trouver déterminée dans des conditions très différentes. Elle peut devenir, quand les éléments des brèches sont de moyenne ou de petite dimension, de simples produits de projection. Mais le plus souvent, c'est la nature même de la lave, trachytique ou andésitique, qui les détermine. Les coulées de ces laves visqueuses, trop siliceuses pour rester longtemps fluides, et d'ailleurs très intermittentes, sont d'habitude précédées par une phase d'intumescence, où l'on voit surgir lentement, de l'orifice un entassement chaotique, de gros blocs ébouleux, s'élevant silencieusement les uns audessus des autres comme poussés en avant par une force invisible. Fouque, qui a pu suivre de près la marche du phénomène dans la baie de Santorin (apparition du Giorgios en 1866), a qualifié de camalo-volcan, la forme massive (empilement, dans le plus complet désordre, de morceaux de lave, scoriacée on compacte, très variés comme dimensions, mais tous anguleux et cimentés par des matières vitreuses) qui en résulte. Ces brèches ignées, à éléments parfois gigantesques, très développées dans les parties centrales des volcans andésitiques (Java, chaîne des Andes, Petites Antilles, Nouvelle-Zélande), constituent un des traits caractéristiques de ces grands appareils explosifs. On peut même constater après des explosions qui les ont fendus en deux, puis fait sauter en l'air une des moitiés en laissant voir sur l'entaille restée debout tous les détails de leur composition (Krakatoa, en 1883), que la plus grande masse du volcan en est faite. C'est d'ailleurs ce que les érosions s'appliquent aussi à montrer quand, en raison de l'ancienneté de l'édifice, elles sont parvenues à le démanteler, sans que rien ne soit venu compenser leur action. En Auvergne, par exemple, dans les parties centrales, aujourd'hui si bien excavées du Cantal et du Mont-Dore, ces brèches andésitiques superposées atteignent près de 800 m d'épaisseur, en venant communiquer aux grandes vallées rayonnantes qui découpent si curieusement les massifs leur caractère pittoresque. Sur les flancs de leurs amas, facilement dégradés par les agents extérieurs, leurs gros blocs isolés par les eaux sauvages restent debout sous la forme d'obélisques, de pyramides de fées, d'aiguilles coiffées ou de pierres branlantes dont les entassements chaotiques ensuite au pied des pentes sont maintenant envahis par une luxuriante végétation. C'en est assez pour montrer l'importance mise par ce mode si particulier d'émission de laves.
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Mur de lave solidifiée (volcan Kilauea, Hawaii). Images : The World Factbook.

Nappes d'intrusion. Culots d'injection. Laccolithes.
Jusqu'à présent, nous n'avons considéré que les épanchements de lave qui s'effectuent à l'air libre, mais il en est d'autres qui n'ont jamais vu le jour et dont les formes, devenues cette fois massives ou filoniennes, méritent de fixer l'attention, Déjà, dans l'intérieur des grands volcans, dressés à plusieurs milliers de mètres, l'ascension de la lave dans les cheminées exerce sur les parois une pression suffisante pour y ouvrir des fentes où la masse liquide s'injecte, puis se solidifie en filons qui prennent, grâce aux circonstances particulières de leur refroidissement tranquille à l'abri de l'air, une grande compacité. Dans un terrain quelconque, cette poussée des laves peut de même déterminer le remplissage des cassures qui le traversent, puis, quand il s'agit de formations stratifiées, l'injection latérale de leurs plans de séparations, sous la forme de filons-couches; ces derniers, de part et d'autre de la fente initiale, étagent alors leurs nappes régulières avec un parallélisme frappant.

A la jonction de terrains de nature différente, la concentration de cette lave d'injection peut ensuite donner lieu à des amas très élargis. Or le caractère de tous ces accidents, c'est que leur masse compacte, le plus souvent privée des fissures de retrait qui divisent par tranches les laves subaériennes, devient très résistante, à ce point que le déblayage progressif des formations meubles encaissantes par érosion a pour effet, non seulement leur mise en saillie, mais celui de mettre en évidence, en les respectant, leurs formes initiales d'injection. Ainsi l'isolement des filons de lave verticaux ou penchés donne naissance à des dykes vigoureusement dressés à la manière d'un mur élevé de main d'homme, quand la fente, bien ouverte, dans un terrain compact, s'était trouvée limitée par des surfaces planes parallèles, ou à des formes heurtées, voire même aiguillées, plus capricieuses, quand cette circonstance est produite d'une façon moins régulière au travers de tufs peu résistants (Ravin d'Enfer, dans le massif du Mont-Dore), tandis que la mise à jour des filons-couches sur le flanc des vallées y détermine de brusques versants qui le divisent en gradins étagés. Enfin, dans le cas de laves visqueuses peu fluides, l'injection prend la forme plus massive de culots, qui reproduisent alors les circonstances particulières de ces volcans aveugles qu'on désigne sous le nom de laccolithes. (Ch. Vélain).