Coulée de lave prismée
Si ce thème vous intéresse, je vous propose de venir approfondir le sujet sur le terrain par des observations et des lectures de paysages, au cours d’une randonnée que j’anime tous les dimanches au cours de l’été (Calendrier 2011) au départ du Falgoux dans le Cantal.
Le volcanisme en France :
…………..Si l’essentiel du volcanisme en France est concentré en Auvergne, on peut constater sur la carte suivante qu’une activité importante a également affecté d’autres régions comme la Bourgogne, Rhône-Alpes avec la Loire (Montbrison) et l’Ardèche (Privas), mais aussi Midi-Pyrénées et Languedoc-Roussillon avec le volcanisme de l’Aubrac, des Causses et du Bas-Languedoc.
Le volcanisme dans le "grand" Massif Central
……………La figure ci-dessous permet d’observer que le volcanisme du Cantal (sur la ligne du milieu) est loin d’être la première manifestation de ce phénomène sur le territoire français.
……………52 millions d’années avant le premier épisode volcanique cantalien, la Bourgogne était déjà le théâtre d’une telle activité, ainsi que bien d’autres régions par la suite.
……………On peut constater que la formation des autres massifs volcaniques « montagneux » emblématiques d’Auvergne, à savoir les Monts Dore (Puy de Sancy) et la Chaîne des Puys (Puy de Dôme) est postérieure à celle du Cantal.
Le volcanisme du Cantal :
Avant le volcan :
………….Il y a 200 Ma (Millions d’années), le territoire du Cantal, comme la majeure partie de ce qui constitue aujourd’hui la France, était submergé par la mer. Cependant les sédiments qui se sont déposés sur les fonds marins de cette époque ont depuis été entièrement érodé suite au retrait maritime (entre 135 et 65 Ma).
………….Il y a 65 Ma (Millions d’années), la collision entre les plaques ibérique et eurasienne a conduit à la surrection (élévation) des Pyrénées. Un plissement adjacent de la croûte terrestre s’est alors produit et a considérablement élevé le Massif Central en altitude. C’est à cette époque que se manifestent les premières éruptions volcaniques en Bourgogne, ainsi qu’au nord du Puy-de-Dôme et bien plus au sud sur les Causses.
………….Cet épisode tectonique a été suivi par une longue période d’intenses pluies tropicales qui ont largement érodé le relief jusqu’à 37 Ma.
………….Entre 37 et 23 Ma, une nouvelle transgression (avancée) maritime a partiellement plongé le Cantal sous les eaux. Des dépôts sédimentaires se sont alors formés, et on peut aujourd’hui en observer les traces (à proximité de Saint-Flour et d’Aurillac principalement).
………….Parallèlement, à partir de 37 Ma et jusqu’à 5 Ma, la collision entre les plaques eurasienne et africaine a déclenché par compression la surrection du Massif Alpin. Comme pour la surrection des Pyrénées 30 millions d’années plus tôt, ce phénomène tectonique a affecté et réhaussé le relief du Massif Central.
Édification du (strato-)volcan du cantal :
…………..Le volcan du Cantal s’est construit par étapes, sur une période totale de 10 millions d’années. Ces différentes phases de construction et de destruction de l’édifice volcanique sont déterminées par les géologues grâce à l’observation de plusieurs couches de roches magmatiques distinctes.
………….Cette édification de la montagne en strates identifiables est à l’origine de l’appellation « stratovolcan » pour désigner les Monts du Cantal. La carte ci-dessous présente la répartition des roches de surface à l’heure actuelle.
Carte géologique du Cantal
………….On peut distinguer 5 événements volcaniques participants à la construction du stratovolcan, auxquels s’ajoute une phase ultérieure d’érosion de l’édifice :
1. Les basaltes infracantaliens (de 13 à 8,5 Ma)
Coulée de basaltes infra-cantaliens de la Cascade de Salins
………….Les premières éruptions volcaniques du Cantal ont été assez dispersées sur le territoire. Il s’agissait de coulées de nature basaltique.
………….Ces premiers basaltes sont en position inférieure par rapport aux matériaux volcaniques émis ultérieurement. En conséquence on observe ces roches principalement à la périphérie du Stratovolcan, et en particulier au nord et à l’est (Ex. Les Orgues de Saint-Flour), ainsi que ponctuellement en fond de vallées au cœur des Monts du Cantal.
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2. L’édification du stratovolcan (de 8,5 à 7 Ma)
Crête de la Brèche de Rolland (Trachyandésite)
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………….La deuxième phase volcanique du Cantal est moins étendue en surface que la précédente. Elle est localisée dans un rayon de 15 km autour de la zone « Puy Mary – Peyre Arse » aujourd’hui au centre du Massif.
………….Néanmoins les éruptions de cette période ont été très intenses et ont accumulé en hauteur une quantité très importante de matériaux volcaniques.
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C’est à cette époque que se forme un « grand » stratocône de nature trachyandésitique par empilement de coulées et de brèches (fragments de roches “cimentées” entre eux), remaniées ensuite par des lahars (coulées de débris laviques et de boue lors de fortes pluies).
………….Aujourd’hui on trouve les dépôts trachyandésitiques sur un grand nombre de hauts sommets emblématiques du massif :
- Tous les Puys au nord et au sud du Plomb du Cantal (mais le culot sommital de celui-ci est en basanite, daté de -3 Ma)
- Le Puy de Peyre Arse et de nombreux Puys alentours (à l’exception des intrusions phonolithiques du Puy Griou)
- La crête de la Brèche de Rolland (Le Puy Mary est quant à lui un dôme de trachyte datant de 6,5 Ma)
- Le Puy Chavaroche, etc.
3. L’effondrement du stratovolcan (autour de 7 Ma)
Avalanche de débris au Mont Saint Helens (USA) en 1980
………….Pendant plusieurs décennies les géologues attribuaient exclusivement à l’érosion l’aspect actuel du massif cantalien. Mais l’éruption du 18 mai 1980 au Mont Saint-Helens dans l’Etat de Washington (USA) a offert de nouvelles perspectives d’interprétation.
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………….L’activité volcanique interne de Saint-Helens a créé une pression conduisant à l’explosion d’une partie considérable du volcan et consécutivement à une gigantesque avalanche de débris qui fit passer la montagne d’une altitude de 2950m à 1829m.
L’observation de ce phénomène a amené les géologues à reconsidérer leur compréhension initiale du volcanisme cantalien et à adopter la théorie suivante :
…………. Les dômes de trachyandésites édifiés entre -8,5 et -7 Ma étaient constitués d’une lave visqueuse ayant du mal à s’écouler et générant de fortes pentes s’élevant jusqu’à un minimum de 3000m d’altitude.
…………. Entre -7,4 et -7,2 Ma, trois avalanches de débris se sont produites successivement vers le nord/nord-est, puis vers l’ouest, et enfin de façon massive vers le sud/sud-ouest (jusqu’à Aurillac à 30km du cœur du massif).
…………. Le volume total de ces débris est estimé à 200km3, et la hauteur du massif serait ainsi passée de plus de 3000m à 1855m aujourd’hui au sommet du Plomb du Cantal.
4. Des intrusions phonolitiques (entre 7 et 6,5 Ma)
Dômes phonolithiques des Puys Griou, de l'Usclade, et Griounou
…………. Les grandes avalanches de débris ont mis un terme à la « poussée » des grands dômes trachyandésitiques, mais elles coïncident avec l’apparition d’un volcanisme de nature phonolithique, localisé en deux principaux points du Massif.
…………. Ces intrusions phonolithiques se sont manifestées sous forme de dômes et de protusions (aiguilles « verticales » de lave pâteuse).
…………. La première zone de concentration phonolithique se trouve autour du Puy Griou et dans la vallée de la Cère. Ce complexe est relié, par des filons traversants le cirque de Mandailles, au Roc d’Hozières, protusion phonolithique située dans la vallée du Mars.
…………. La seconde zone de volcanisme phonolithique est située au nord-ouest du Massif, au-delà de la planèze de Trizac. On trouve des dômes et des coulées assez importantes, et la plus éloignée surplombe Bort-les-Orgues.
5. Les basaltes supracantaliens (entre 7 et 2 Ma)
Randonnée sur la Planèze du Puy Violent
………….La dernière phase du volcanisme cantalien commence en même temps que celle des intrusions phonolithiques, mais va se prolonger jusqu’à -2 Ma. Durant 5 millions d’années, la quasi-totalité du massif va être submergée par des coulées de basaltes dits « supra-cantaliens » du fait de leur position supérieure.
………….Ces coulées de lave fluide vont niveler le sol en créant de vastes étendues aplanies que l’on nomme aujourd’hui planèzes.
………….Les planèzes (de St-Flour, Trizac, Puy-Violent, Salers,…) sont séparées par de profondes vallées creusées par l’érosion. Cependant il faut imaginer que ces hauts plateaux de mêmes altitudes ne faisaient qu’un il y a plusieurs millions d’années.
Les basaltes supra-cantaliens sont aujourd’hui quasiment absents du cœur du massif. Cependant de petits filons ont été observés en différents points centraux et permettent de penser que l’ensemble du volcan a un jour été recouvert de cette chape basaltique.
Cette roche volcanique des planèzes, une fois dégradée, donne naissance sur de vastes espaces à une terre fertile qui a favorisé le développement des pâtures et de l’élevage, et qui confère à la viande et aux fromages locaux une riche saveur.
6. L’érosion glaciaire du volcan endormi (entre 120 000 et 10 000 ans)
L’extension glaciaire :
Extension maximale des glaciers du Quaternaire dans le Cantal
Dès la fin de l’activité volcanique, l’érosion par les pluies et le ruissellement de l’eau commence son travail. Cette érosion a été particulièrement active au cours des épisodes glaciaires du Quaternaire, lorsque le centre du volcan du Cantal était largement recouvert par une épaisse calotte glaciaire.
Le pointillé orange sur la carte ci-contre indique la limite d’extension de la glaciation du Cantal lors du maximum glaciaire du Würm (-20 000 ans).
Les larges bandes en pointillés noirs qui partent en étoile depuis le cœur du massif représentent les grandes vallées en auge (forme en U) qui ont accueilli les glaciers.
Ces glaciers ont été de très grande importance. Epais de plusieurs centaines de mètres, ils s’allongeaient sur des dizaines de kilomètres et descendaient parfois très bas dans les vallées.
Sur les planèzes, d’importantes quantités de glace étaient en place sous forme de calottes parfois épaisses de plus de 50m (planèze de Saint-Flour).
Les témoignages géomorphologiques de la glaciation :
Cirque glaciaire de l’Impradine entre le Puy de Peyre Arse et le Puy Mary
En remontant les vallées du Cantal jusqu’au cœur du massif, on abouti à des cirques glaciaires qui constituaient les zones de naissance et d’alimentation des glaciers.
A partir de ces cirques, les glaciers s’écoulaient dans les vallées du Cantal qu’ils ont lentement creusées, et dont il résulte pour chacune d’entre elles une forme en auge (ou en U) caractéristique de l’érosion glaciaire.
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Une forme particulière d’érosion : l’inversion de relief.
Principe de l'inversion de relief par érosion : Cas d'une coulée de lave
Les roches issues des coulées de laves refroidies, ainsi que des dykes (filons de lave sous-terrains), des cheminées et des lacs de lave de cratères, sont bien plus compactes et résistantes à l’érosion que les roches issues des avalanches de débris et des lahars (coulées de roches et de boues).
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Lac de lave en inversion de relief au sommet du Plomb du Cantal
Il en résulte que les épanchements de lave, autrefois en position basse, se retrouvent aujourd’hui, après érosion du sol avoisinant, en position haute. On parle alors d’inversion de relief pour désigner l’affleurement rocheux observé.
Un exemple caractéristique d’inversion de relief : le culot sommital de basanite du Plomb du Cantal était à l’origine un lac au fond d’un cratère.
Le volcan du Cantal risque-t-il de se réveiller ?
Les éruptions dans le massif volcanique des Monts du Cantal ont cessé il y a environ 3 Ma. Si les cheminées volcaniques autrefois actives se sont depuis lors refroidies et figées en roches, il n’est pas exclu que d’autres filons de magma parviennent à se frayer un chemin vers la surface par le jeu des failles de la croûte terrestre.
Le volcanisme dans le Massif Central s’est poursuivi jusque très récemment puisque les éruptions les plus récentes sont datées d’il y a 6700 ans dans le Puy de Dôme (Lac Pavin). L’activité volcanique s’est arrêtée depuis, mais c’est une durée trop courte à l’échelle des temps géologiques pour affirmer que les volcans d’Auvergne sont éteints. De plus l’existence de sources d’eau chaude, comme à Chaudes-Aigues dans le Cantal, pourrait témoigner de la présence de chambres magmatiques à faible profondeur.
Il existe donc une certaine probabilité de reprise de l’activité volcanique pour laquelle les géologues ne savent pas actuellement dire en quels lieux et à quels moments elle risquerait de se produire.
Mais l’éventualité d’une reprise des éruptions dans le Massif Central ne doit pas susciter d’inquiétude pour les populations car les phénomènes de remontées magmatiques seraient précédés d’une activité sismique qui serait enregistrée par les outils de détection mis en place par les géologues.
Si vous souhaitez en apprendre plus sur les volcans et vous transformer l’espace d’une journée en apprentis géologues, je vous guiderai volontiers vers les paysages et les roches volcaniques emblématiques au cours d’une randonnée organisée au départ du Falgoux (Vallée du Mars, 15 – Cantal), tous les dimanches entre le 10 juin et le 18 septembre 2011.
Pour réserver : MES COORDONNÉES
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Bibliographie :
- Le volcanisme du Cantal, de Pierre NEHLIG, Ed. brgm-éditions / Chamina, 2007.
- Volcans, de Frédéric LECUYER, Ed. De Borée 2009.
- Volcans célèbres et méconnus du Massif Central, de Noël GRAVELINE et Francis et
………..Mireille DEBAISIEUX, Ed. Debaisieux 2002.
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