[FR] Les avalanches de débris volcaniques débutent généralement le long d’un plan très incliné, en retrait du sommet, qui s’enfonce profondément au cœur de l’édifice volcanique fréquemment altéré par des fluides hydrothermaux. Des explosions volcaniques, associées aux dépressurisations des intrusions volcaniques, peuvent ajouter de l’énergie cinétique et favoriser l’éclatement de la masse rocheuse (Mont Saint Helens, par exemple) (figure 1).
Les avalanches de débris ont une origine gravitaire et se déclenchent le long d’un plan de glissement avant de se désagréger en fragments individuels de taille pluri-hectométrique à infra-millimétrique ; les fragments les plus fins constituant la matrice des plus gros. L’ensemble s’écoule comme un fluide et peut atteindre des vitesses de plus de 100 m/s.
La première avalanche de débris observée de visu et étudiée en détail fut celle du Mont Saint-Helens, le 18 mai 1980. Depuis lors, des dépôts d’avalanches de débris ont été décrits sur la quasi-totalité des édifices volcaniques, tant terrestres que sous-marins : Nevado del Ruiz (Colombie, 1595 et 1845), Bandaï-San (Japon, 1888), Unzen (Japon, 1792), Bezymianny en 1956 et Shiveluch en 1964 (Kamchatka, URSS), Ontake (Japon, 1984).
Il s’agit d’un événement à probabilité faible à l’échelle de la vie humaine mais commun dans l’évolution des grands volcans. En fait, lorsque l’activité volcanique est soutenue et longue, les pentes de l’édifice volcanique augmentent par croissance externe (coulées de laves sur des dépôts pyroclastiques meubles) et interne (intrusions). Les édifices deviennent fragiles et se déstabilisent sous leur propre poids, soit à l’occasion d’une crise sismique ou d’une éruption volcanique, soit sans signe avant-coureur.
Les chiffres suivants attestent du caractère gigantesque des avalanches de débris. Les volumes mis en jeu sont de l’ordre du km3 (jusqu’à 45 km3 pour celle du Mont Shasta dans le Nord de la Californie) ; les surfaces sont recouvertes quasi instantanément sur des centaines, voire des milliers de km⊃2; (70 km parcourus par une avalanche de débris du Colima, au Mexique).
Une des caractéristiques des avalanches de débris volcaniques est leur très grande mobilité par rapport aux autres mouvements de terrain non volcaniques, ce qui indique un coefficient de friction très faible. En particulier, des vitesses largement supérieures à 100 km/h ont été documentées. La forme caractéristique laissée par un effondrement de type avalanche de débris est un amphithéâtre en forme de « fer à cheval » : la caldeira d’avalanche. Un inventaire des caldeiras d’avalanche montre que celles-ci ont typiquement un diamètre de 1 à 3 km. Leur profondeur est généralement de plusieurs centaines de mètres.
Les avalanches de débris génèrent des dépôts constitués de brèches non stratifiées, à éléments volcaniques anguleux à subanguleux très diversifiés et mal classés. Les éléments des avalanches de débris sont classiquement subdivisés en clastes ou blocs, pour les éléments dont la taille est inférieure à 10 m, et en mégaclastes ou mégablocs, pour les éléments de taille supérieure à 10 m. Ces derniers sont des pièces cohérentes, plus ou moins consolidées, ayant relativement bien conservé leur structure d’origine. Dans les parties très proximales des avalanches subsistent souvent des blocs de taille hectométrique, ayant glissé sur de faibles distances sans avoir subi de déformation. Les blocs et mégablocs sont généralement enrobés partiellement par une matrice argilo-sableuse regroupant l’ensemble des éléments de taille inférieure au millimètre. Ces faciès sont dénommés « faciès à blocs » lorsque la proportion de matrice n'excède pas 30 % et « faciès matrice » lorsqu'elle est plus abondante. La taille des blocs a tendance à diminuer vers l’aval et indique, soit un dépôt des gros blocs à l’amont, soit une fracturation et un démantèlement de ceux-ci au fur et à mesure de la progression de l’avalanche. Toutefois, les blocs de tailles les plus importants sont trouvés au niveau du premier tiers de l’avalanche et non dans les parties proximales.
Les avalanches de débris volcaniques à La Réunion
Les levers bathymétriques et acoustiques autour de l'île de La Réunion indiquent que les flancs du volcan sont constitués en partie par d'importantes accumulations de débris issus de gigantesques glissements (figure 2) (Lénat et al., 1990 ; Labazuy, 1996 ; Oehler, 2005) et pratiquement tous les échantillons récoltés par dragage sont les produits d'éruptions aériennes.
Depuis leur mise en évidence en mer, des dépôts d'avalanches de débris ont été activement recherchés à terre et ont été reconnus au Cap La Houssaye (figure 3) (Bachèlery et al., 1996). Des dépôts présentant des caractéristiques typiques d'avalanches de débris (présence de mégablocs, injections de matrice, zones cataclasées, rotations de blocs…) ont été activement recherchés dans les différents cirques du Piton des Neiges. À ce jour, aucune formation de ce genre n'a été rencontrée avec certitude et tous les dépôts présentant l'une ou l'autre des caractéristiques de dépôts proximaux (Pente Carozin, Grand Ilet) pourraient tout aussi bien être interprétés en termes de glissement de flancs des cirques, de coulées de débris… À l'évidence, se pose un problème d'échelle d'observation (faible continuité des affleurements par rapport au gigantisme probable des phénomènes…). Par ailleurs, rien ne dit que les dépôts aient été préservés au fond des cirques.
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1- Que voyez-vous?
2- A quel type de facies correspond le facies A (figure 3) ?
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[EN] Avalanches of volcanic debris generally begin along a steeply inclined plane, set back from the summit, which sinks deeply into the heart of the volcanic edifice frequently altered by hydrothermal fluids. Volcanic explosions, associated with the depressurization of volcanic intrusions, can add kinetic energy and favor the bursting of the rock mass (Mont Saint Helens, for example) (figure 1).
Debris avalanches have a gravitational origin and are triggered along a landslide before disintegrating into individual fragments of multi-hectometres to infra-millimetric size; the finest fragments constituting the matrix of the largest. The assembly flows like a fluid and can reach speeds of over 100 m/s.
The first avalanche of debris observed from sight and studied in detail was that of Mount St. Helens on May 18, 1980. Since then, debris avalanche deposits have been described on almost all volcanic edifices, both terrestrial and submarines: Nevado del Ruiz (Colombia, 1595 and 1845), Bandaï-San (Japan, 1888), Unzen (Japan, 1792), Bezymianny in 1956 and Shiveluch in 1964 (Kamchatka, USSR), Ontake (Japan, 1984).
It is an event with low probability on the scale of human life but common in the evolution of large volcanoes. In fact, when the volcanic activity is sustained and long, the slopes of the volcanic edifice increase by external growth (lava flows on loose pyroclastic deposits) and internal (intrusions). Buildings become fragile and destabilize under their own weight, either during a seismic crisis or a volcanic eruption, or without a harbinger.
The following figures attest to the gigantic nature of avalanches of debris. The volumes involved are of the order of km3 (up to 45 km3 for Mount Shasta in northern California); the surfaces are covered almost instantly over hundreds or even thousands of km⊃2; (70 km traveled by an avalanche of debris from Colima, Mexico).
One of the characteristics of avalanches of volcanic debris is their very high mobility compared to other non-volcanic land movements, indicating a very low coefficient of friction. In particular, speeds well above 100 km / h have been documented. The characteristic form left by an avalanche-like collapse of debris is an amphitheater shaped like a horseshoe: the avalanche caldera. An inventory of avalanche calderas shows that they typically have a diameter of 1 to 3 km. Their depth is usually several hundred meters.
Debris avalanches generate deposits consisting of unstratified breccia, with angular to subangular volcanic elements that are highly diverse and poorly classified. Debris avalanche elements are typically subdivided into clasts or blocks, for elements smaller than 10 m, and megaclasses or megablocks, for elements larger than 10 m. These are coherent pieces, more or less consolidated, having relatively well preserved their original structure. In the very proximal parts of avalanches, blocks of a hectometric size often remain, having slipped over short distances without having undergone any deformation. The blocks and megablocks are generally partially embedded in a sandy-clay matrix containing all the elements of size less than one millimeter. These facies are called "block facies" when the proportion of matrix does not exceed 30% and "facies matrix" when it is more abundant. The size of the blocks tends to decrease downstream and indicates either a deposit of large blocks upstream, or a fracturing and dismantling of them as the progression of the avalanche. However, the largest blocks of size are found in the first third of the avalanche and not in the proximal parts.
Avalanches of volcanic debris in Reunion
Bathymetric and acoustic surveys around Reunion Island indicate that the flanks of the volcano are partly formed by large accumulations of debris from gigantic landslides (Figure 2) (Lénat et al., 1990, Labazuy, 1996; Oehler, 2005) and virtually all samples harvested by dredging are the products of aerial blowouts.
Since their detection at sea, debris avalanche deposits have been actively searched on land and have been recognized at Cap La Houssaye (Figure 3) (Bachèlery et al., 1996). Deposits with typical debris avalanche characteristics (presence of megablocks, matrix injections, cataclastic zones, block rotations ...) have been actively sought in the various Piton des Neiges circuses. To date, no such formation has been met with certainty and all deposits with any of the features of proximal deposits (Carozin Slope, Grand Ilet) could equally well be interpreted in terms of slippage. flanks of circuses, debris flows ... Obviously, there is a problem of scale of observation (weak continuity of outcrops compared to the probable gigantism of phenomena ...). Moreover, nothing says that the deposits were preserved at the bottom of the circuses.
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1- What do you see?
2- Which type of facies corresponds to the facies A (Figure 3)?
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