Morphologie et taille des pyroclastes en fonction du style éruptif

Ce schéma met en relation la taille des pyroclastes, leur morphologie et le style éruptif auquel ils sont le plus souvent associés. L’axe horizontal montre une augmentation de la taille, depuis des particules de l’ordre du millimètre jusqu’à des éléments de plusieurs mètres. L’axe vertical n’est pas un axe quantitatif strict, mais une tendance générale : vers le haut, les produits sont liés à des magmas plus chauds et moins visqueux, typiquement basaltiques ; vers le bas, ils sont liés à des magmas plus visqueux, souvent plus riches en silice, et à des comportements plus explosifs. Le bandeau de gauche rappelle cette idée en associant globalement les produits les plus fluides aux éruptions hawaiiennes, des produits intermédiaires aux éruptions stromboliennes, et les produits les plus visqueux et explosifs aux styles vulcaniens et pliniens.

L’intérêt du schéma est de montrer qu’un pyroclaste ne se définit pas seulement par sa taille, mais aussi par la forme qu’il prend pendant l’éruption, forme qui dépend directement de l’état physique du magma au moment de la fragmentation et du transport dans l’air. Lorsque le magma est très fluide, il peut être étiré en filaments ou en gouttelettes avant de se figer. On obtient alors des formes comme les cheveux de Pelé et les larmes de Pelé, typiques des fontaines de lave basaltiques, ainsi que la réticulite ou ponce basaltique, extrêmement vacuolaire. Dans ce cas, le magma a encore un comportement ductile pendant sa projection.

Quand le magma reste basaltique à intermédiaire mais devient un peu moins fluide, il se fragmente en éléments plus irréguliers : ce sont les scories ou cinders, généralement centimétriques. Elles sont très vésiculées, sombres, et caractéristiques de nombreux cônes stromboliens. Dans le même domaine apparaissent aussi différentes bombes volcaniques dont la forme traduit la déformation du projectile encore pâteux pendant le vol : bombes fusiformes, en amande, rubanées ou encore cow-dung bombs quand l’impact écrase une masse encore molle.

À mesure que la viscosité augmente, le magma se déforme moins facilement. Les projections gardent alors des formes plus massives et plus anguleuses. Dans les magmas riches en silice apparaissent les ponces siliciques, très claires et très poreuses, produites lors de fragmentations violentes liées à l’expansion rapide des gaz. On observe aussi les bombes en croûte de pain (breadcrust bombs) : leur surface refroidit rapidement et forme une croûte rigide, tandis que l’intérieur, encore chaud et riche en gaz, continue à se dilater ; cela fissure l’enveloppe externe, d’où cet aspect craquelé très caractéristique. Quand ces éléments deviennent encore plus gros et plus rigides, on parle de breadcrust blocks, puis simplement de blocks pour les gros fragments anguleux arrachés ou émis sans avoir pu être modelés par la fluidité du magma.

Le schéma fait aussi apparaître les lapilli accrétionnés (accretionary lapilli), qui sont un peu à part. Leur présence ne traduit pas directement la viscosité du magma, mais plutôt l’existence de cendres fines humides dans le panache ou le nuage éruptif. Ces petites sphères se forment par accrétion de particules de cendre autour d’un noyau, souvent en contexte riche en vapeur d’eau. Elles sont donc surtout un bon indicateur des conditions dans le panache éruptif.

Le message essentiel est donc le suivant : plus le magma est fluide, plus les pyroclastes peuvent être étirés et moulés pendant leur trajectoire ; plus le magma est visqueux, plus les pyroclastes deviennent massifs, fissurés, puis anguleux. Autrement dit, la forme des produits pyroclastiques est une conséquence directe de la compétition entre fluidité du magma, dégazage, refroidissement pendant le vol et mode de fragmentation. Le schéma ne doit pas être lu comme une classification rigide, mais comme une vue synthétique des tendances générales reliant les produits volcaniques au comportement du magma.

Cheveux de Pelé, larmes de Pelé et réticulites

Bombes

Ribbon bombs = bombes rubanées

Ce sont des bombes volcaniques formées par un magma très fluide, généralement basaltique, qui s’étire en vol en formes allongées, aplaties ou en rubans. Elles traduisent donc une projection de lave encore très plastique au moment de l’émission.

Fusiform bombs = bombes en fuseau

Cow-dung bombs = bombes “bouse de vache”

Le nom est imagé : ce sont des bombes encore très molles ou quasi liquides lorsqu’elles retombent, si bien qu’elles s’écrasent, s’aplatissent ou éclaboussent à l’impact. Elles sont typiques de magmas très fluides et de projections proches du style hawaiien.

Spatter in agglutinate = projections soudées dans un agglutinat

Spatter in agglutinate renvoie à des projections fluides soudées entre elles.

Le spatter est une accumulation de pyroclastes encore chauds, fluides et pâteux qui, en retombant près du vent, s’accolent et se soudent. Quand cette soudure produit un dépôt cohérent de fragments fusionnés à chaud, on parle d’agglutinate ou dépôt agglutiné. Les agglutinats se rencontrent souvent dans les spatter cones ou autour des bouches éruptives.

En résumé

• ribbon bombs : bombes étirées en rubans
• cow-dung bombs : bombes très fluides aplaties à l’impact
• spatter / agglutinate : projections encore molles qui tombent, se collent et se soudent près du cratère.

En d'autres termes,

Les ribbon bombs sont des bombes rubanées formées par l’étirement en vol d’un magma très fluide. Les cow-dung bombs sont des projections encore molles qui s’écrasent à l’impact. Le spatter correspond à des projections fluides retombant près du point d’émission ; lorsqu’elles se soudent entre elles à chaud, elles forment un agglutinate.

Spatter est un mot anglais d’origine expressive. Il apparaît à l’époque moderne avec le sens de projeter en éclaboussant, éclabousser ou asperger en petites gouttes. Son étymologie est généralement rattachée au néerlandais ou au bas allemand spatten, « jaillir », « éclater », « projeter ».

En volcanologie, le sens spécialisé est resté très proche du sens courant : spatter désigne des projections de lave fluide qui jaillissent, retombent et éclaboussent encore à l’état pâteux ou semi-molten. C’est donc un très bon exemple de terme scientifique construit à partir d’un mot descriptif du langage ordinaire.

Ponces siliciques, bombes en croûte de pain

Les lapillis accrétionnés

On reconnaît surtout les lapilli accrétions à leur structure concentrique. C’est le critère le plus classique.

Ce sont de petits grains pyroclastiques qui se forment dans un nuage éruptif humide, quand des particules fines de cendres s’agglomèrent autour d’un noyau. Le résultat est souvent une petite bille plus ou moins sphérique, avec :

• un noyau central,
• des enveloppes successives en couches concentriques,
• parfois une texture en pelure d’oignon très nette,
• une forme souvent sub-sphérique à sphérique.

À l’œil nu, ils évoquent souvent de petits grains ronds, parfois un peu comme de minuscules oolithes volcaniques. Quand ils sont coupés ou bien dégagés par l’érosion, la structure concentrique apparaît très bien. En revanche, tous ne montrent pas des couches parfaites : certains sont plus irréguliers, plus diffus, ou simplement enrobés d’une couronne de cendres fines.

Ce n’est pas un objet exceptionnel, mais ce n’est pas non plus systématique dans tous les dépôts pyroclastiques. Ils sont assez fréquents dans certains dépôts de chute ou de surge riches en cendres fines et en humidité, mais absents dans beaucoup d’autres contextes. Donc on peut dire que ce sont des objets classiques, bien connus, mais pas omniprésents.

Pour la taille, on est en général dans le domaine des lapilli fins. La taille la plus courante est de l’ordre de quelques millimètres, souvent autour de 2 à 10 mm. Certains peuvent être plus petits, d’autres atteindre 1 à 2 cm, mais la plupart restent vraiment dans la gamme millimétrique.

Les lapilli accrétions sont de petites billes de cendres volcaniques agglomérées, généralement reconnaissables à leur forme arrondie et à leur structure interne concentrique en couches successives autour d’un noyau. Ils mesurent le plus souvent quelques millimètres et témoignent de conditions humides dans le panache ou le nuage pyroclastique.

Un piège classique : il ne faut pas les confondre avec des concrétions sédimentaires ou avec des ooïdes. Le contexte volcanique, l’association avec les niveaux de cendres, et la texture interne aident beaucoup.