Les cendres volcaniques sont composées de fragments de verres volcaniques, de minéraux et de roches pulvérisées, d’un diamètre d’environ 0.079 pouces, qui se sont formées lors d’une éruption volcanique. Le terme cendres volcaniques est souvent utilisé pour désigner le téphra (tous les produits d'une éruption volcanique comprenant toutes les particules d'un diamètre supérieur à 0.079 pouces). Ils sont créés lors d'une éruption explosive lorsque le gaz dissous se dilate et s'échappe dans l'atmosphère. La force brise le magma et le force dans l'air où il se solidifie et se transforme en roche volcanique et en fragments de verre.
Comment se forment les cendres volcaniques?
L'éruption volcanique explosive se produit lorsque le magma est décomprimé à mesure qu'il se lève, permettant ainsi aux composés volatils dissous (principalement du dioxyde de carbone et de l'eau) d'exposer aux bulles de gaz. Au fur et à mesure que les bulles de gaz subissent le processus de nucléation, une forme est créée, ce qui diminue la densité du magma et la force dans l'atmosphère. La fragmentation a lieu lorsque les bulles occupent environ 80vol% du magma en éruption. Tout en se fragmentant, les bulles de gaz en expansion violente brisent le mélange en éruption en petits fragments qui sont libérés dans l'air où ils se solidifient et forment des cendres volcaniques.
La cendre volcanique peut également être créée par les courants de densité pyroclastique qui se produisent quand un dôme de lave s'effondre. L'abrasion des particules se produit lorsqu'elles interagissent les unes avec les autres dans ces courants, ce qui entraîne la formation de particules de cendres volcaniques à grain fin. Il peut également se former lors du processus de fragmentation secondaire de la pierre ponce en raison de la conservation de la chaleur dans ces écoulements.
Les cendres volcaniques peuvent également se former lors d'un processus d'éruption phréatomagmatique. Au cours de ce processus, la fragmentation se produit lorsque le magma se mélange à la glace ou à l'eau. Au fur et à mesure qu'ils combinent un film d'isolation, un film de vapeur se forme et l'affaissement de ce film entraîne un couplage direct de magma chaud et d'eau froide. L'augmentation du transfert de chaleur provoque la dilatation de l'eau et la rupture du magma en particules minuscules qui sont libérées par l'évent volcanique. Le processus de fragmentation augmente la surface de contact entre l'eau et le magma, ce qui crée un mécanisme de rétroaction qui produit davantage de particules de cendres fines.
Quelles sont les propriétés physiques des cendres volcaniques?
Les cendres volcaniques formées lors d'une éruption volcanique présentent diverses fractions de particules lithiques (non magnétiques), cristallines ou vitreuses (non cristallines). Ceux créés lors de l'éruption de magma de faible viscosité (éruption basaltique strombolienne et hawaïenne) forment un large éventail de pyroclastes en fonction du processus d'éruption. Les cendres de la fontaine hawaïenne présentent des pyroclastes basaltiques brun clair avec des phénocristaux et des microlites. Les particules formées lors des éruptions phréatiques ont subi une modification hydrothermique d'un fragment minéral et lithique dans une matrice d'argile.
Les cendres volcaniques ont des pyroclastes d'un diamètre inférieur à 0.079 pouces. La taille générale des grains de cendres volcaniques varie en fonction de la composition du magma. Les magmas rhyolitiques forment des particules à grain plus fin en raison de leur viscosité élevée. La proportion de particules fines est élevée dans les éruptions volcaniques siciliques car la taille de ses vésicules est inférieure à celle des magmas matiques.
Les effets des cendres volcaniques sur l'atmosphère
Les cendres volcaniques peuvent se répandre dans une vaste région du ciel et transformer la lumière du jour en obscurité, affectant ainsi la visibilité. Les cendres en suspension sont très dangereuses pour les aéronefs. La foudre et le tonnerre accompagnent parfois les énormes nuages formés par les cendres volcaniques. Ils peuvent atteindre la stratosphère et refléter le rayonnement solaire tout en absorbant le rayonnement terrestre, ce qui entraînera une baisse de la température de la terre. Dans les cas graves, les hivers volcaniques affectent les conditions météorologiques de la Terre.
