III- La formation d’un archipel : Le cas d’Hawaï

La formation de l’archipel d’Hawaï c’est 7,5 MA d’activité géologique, c’est aussi 2700 km du nord vers l’ouest depuis l’île principale Hawaï qui donna son nom à toute l’archipel. Composé de 122 îles plus ou moins récentes et des atolls, l’archipel comprend le Mona Loa étant aujourd’hui le plus grand volcan actif au monde. De nos jours Hawaii s’agrandit encore grâce aux coulées de lave issue de la pente sud du Kilauea.

Carte de l’archipel hawaïen

1. Etape de la formation des îles

On peut distinguer plusieurs étapes dans la formation des îles volcaniques :
D’abord le stade initial de développement c’est-à-dire la formation de fissures sur le fond océanique, du à une anomalie thermique à la base du manteau, qui produisent des pillow-lavas. À cause du poids de l’eau la chaleur de la lave ne peut pas créer de la vapeur, en effet la lave atteint des températures entre 1000 et 1200°C elle se couvre donc d’une pellicule de verre, mais qui reste flexible car ne refroidit pas complètement et forme un oreiller. L’accumulation des pillow-lavas forme un « bouclier » qui correspond au futur volcan. Le Mauna Loa est un bon exemple de volcan bouclier.

Shema explicatif

Puis grâce à des éruptions fréquentes le bouclier croît ce qui donne naissance à une zone de rift, d’un caldera.
Après la construction du bouclier, petit à petit le sommet du volcan finit par atteindre le niveau de la mer. La réduction du niveau d’eau au-dessus du sommet permet à l’eau de se transformer en vapeur créant donc une explosion de vapeur. Ces explosions peuvent fragmenter les coulées de lave en tephra : cendre, lapilli, poussière et bloc. Cette réaction se fait jusqu’à l’accumulation de tephra soit bien au-dessus de la mer pour que l’eau et la lave ne soient plus en contact. Enfin, le bouclier devient sub-aérien, composé de l’accumulation de nombreuses coulées de lave, se fait grâce à des éruptions des zones sommitales et de rift pendant cette période le volcan croît rapidement.
On peut résumer cette étape par ces deux schémas :

Shema explicatif 2

L’étape suivante consiste en des glissements de terrain géants. Environ 70 glissements de terrain couvrent la moitié des flancs de la ride Hawaï. Ces glissements sont à peu prés les plus importants dans le monde, ils se font par éboulement ou par avalanches de débris. Les éboulements ont lieu sur les pentes du rift jusqu’à la base du volcan sans en perturber réellement la structure, ils se font plus ou moins brutalement, mais peuvent causer des tremblements de terre. Tel que ceux de 1868 et de 1975 dûs à l’éboulement de Hilina. Tandis que les avalanches perturbent les flancs du volcan pour produire des blocs individualisés. Les avalanches sont des événements plus rares et causent des tsunamis.

Shema explicatif 3

Ensuite se produit la phase dite de « recouvrement », ou les basaltes alcalins remplissent la caldera pour produire des pentes escarpées au sommet du volcan. Pendant cette période les explosions peuvent être plus fréquentes que pendant la phase de construction des boucliers puis le temps entre les éruptions augmentent enfin les éruptions peuvent s’arrêter. Le volcan Mauna Kea est en phase de recouvrement.

L’érosion réduit la hauteur des volcans c’est le stade érosif. L’île s’écarte du point chaud tout en s’enfonçant dans la mer à cause du mouvement des plaques tectoniques : les côtes sont inondées par la mer. Des récifs se forment ainsi autour de l’île. Mais l’île continue de s’enfoncée donc à cause du manque de soleil le récif meurt. Un nouveau récif se crée dans les eaux moins profondes. En parallèle les vagues océaniques donnent naissance aux reliefs de l’île.

Shema explicatif 4

Après une période d’accalmie arrive la renaissance volcanique. Il faudra attendre prés de plusieurs milliers d’années pour que les volcans Hawaii retrouvent leurs éruptions sporadiques presque explosives qui restent toute fois faibles et rares.

Shema explicatif 5

Enfin, se produit le stade récifal grâce à l’érosion et la subsidence l’île et réduite au niveau de la mer, le récif, lui se développe. Le récif corallien est une accumulation de squelettes calcaires, ainsi les squelettes des coraux servent de structure pour le développement de nouveaux coraux.

Shema explicatif 6

La formation d’une île peut être suivie de celle d’un atoll : est une île formée à partir d’un récif corallien, c’est donc une accumulation de coraux et polypes. On peut choisir

Shema explicatif 7

2. La tectonique des plaques

Carte 1 mondiale des limites des plaques

La lithosphère, couche externe de la Terre, est composée de plusieurs plaques rigides mobiles qui flottent et se déplacent sur l’asthénosphère, plus extensible. Elle est constituée de 12 grandes plaques majeures et de nombreuses petites plaques. La plupart des volcans (cf. carte 2) et des tremblements de terre se forment sur les limites entre ces plaques.

Carte 2 représentant la répartition des volcans sur la limite des plaques

Depuis la naissance de la Terre, la croûte terrestre est en mouvement perpétuel ce qui engendre d’immenses fissures au fond des océans, poussent les continents et soulèvent les grandes chaînes de montagnes.

La plaque lithosphérique du Pacifique est ponctuée d’îles volcaniques comme Hawaï, archipel composée de volcans tel que le Kilauea un volcan toujours actif. Cette plaque dérive de dix centimètres par an vers le nord-ouest.

Représentation du relief sous marins et terrestre de la partie Nord de la plaque pacifique

La tectonique des plaques est le mouvement relatif aux plaques lithosphériques, qui s’écartent ou se rapprochent (collision ou subduction), ou qui coulissent les unes par rapport aux autres. Les continents sont entraînés par ce mouvement, c’est la « dérive des continents ». La subduction est une zone où une plaque plonge sous une autre contrairement à la collision où deux plaques se confrontent. La tectonique des plaques est le modèle actuel du fonctionnement interne de la Terre. Elle est l'expression en surface de la convection qui se déroule dans le manteau terrestre.