Échantillon de réticulite (mousse de basalte) et fontaine de lave, Holei Pali, flanc Sud du Kilauea, Hawaii

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire des Sciences de la Terre

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

01/10/2007

Résumé

Fontaines de lave et mousse de basalte (réticulite).


Figure 1. Gros plan sur un échantillon de réticulite, Holei Pali, Hawaii

Il s'agit d'un réseau de « filaments basaltiques » regroupés en un réseau pseudo-dodécaédrique dans les 3 dimensions de l'espace (ensemble de polyèdres à faces statistiquement pentagonales). Les dodécaèdres sont limités à leurs arrêtes, leurs faces sont creuses et on peut passer d'un polyèdre au suivant sans traverser de matière.


Les images 2 et 3 montrent des vues plus générales de ce même échantillon.

Figure 2. Plan rapproché d'un échantillon de réticulite, Holei Pali, Hawaii


Figure 3. Un échantillon de réticulite, Holei Pali, Hawaii


Après les orgues, les fentes de rétraction et les fissures à la surface d'un lac de lave, voici un exemple, beaucoup plus rare, de structure pentagonale en trois dimensions présent dans des roches volcaniques : la réticulite.

La réticulite est une roche volcanique rare, car très fragile. C'est une véritable « mousse de basalte ». On ne la trouve qu'associée aux laves basaltiques extrêmement fluides accompagnées d'abondants dégagements gazeux entraînant des fontaines de lave, comme sur le Kilauea (Hawaii) et ses volcans annexes. La réticulite est extrêmement vacuolaire, les vides représentent plus de 95% du volume de la roche, ce qui lui donne une masse volumique extrêmement faible. Cette roche pourtant ne flotte pas, car les « vacuoles » communiquent les unes les autres, et l'eau remplit instantanément cette roche, ce qui n'est pas le cas de la pierre ponce classique, en générale faite de magma acide et constituée d'une juxtaposition de bulles fermées et sans communication.

La forme pseudo-dodécaédrique des polyèdres est toujours à rechercher dans les propriétés des figures qui minimisent le rapport périmètre/surface (en 2 dimensions) ou surface/volume (en 3 dimensions). Dans le cas de structures à 2 dimensions, c'est l'hexagone qui minimise le rapport périmètre/surface. Dans le cas de structures à 3 dimensions, si l'on impose des polyèdres jointifs et réguliers, il n'y a que 5 polyèdres convexes possibles : le tétraèdre, le cube, l'octaèdre, le dodécaèdre et l'icosaèdre. C'est le dodécaèdre qui a le plus petit rapport surface/volume. Rappelons que le dodécaèdre est un polyèdre régulier à 12 faces pentagonales, 20 sommets et 30 arrêtes. Une telle forme est une forme possible de cristallisation pour certains minéraux, par exemple la pyrite.

Une telle roche est à rapprocher de la mousse de savon, de bière (ou de champagne), mais une mousse de basalte, solidifiée, dont les parois auraient disparu et où seules subsisteraient les arrêtes.

Figure 4. Un verre de bière, surmontée de sa mousse

À consommer avec modération.


Figure 5. Gros plan sur la mousse de bière

Les dimensions des bulles sont très voisines de celles de la réticulite.

À consommer avec modération.


Cette réticulite a été trouvée sur des coulées très récentes (1972-1974) du versant Sud du Kilauea (Hawaii). Elle se trouve en fragments centimétriques, coincés dans des irrégularités ou des anfractuosités de la surface de ces coulées.

Figure 6. Gros plan sur la surface d'une coulée, Kilauea, Hawaii

L'échantillon de réticulite photographié (images 1 à 3) correspond à la tache rousse indiquée par la flèche inférieure. La flèche supérieure localise un autre échantillon plus petit.


Figure 7. Morphologie des coulées de lave de 1972-1974 au Sud du Kilauea, Hawaii

C'est dans les replis et les anfractuosités de cette surface qu'on trouve des échantillons de réticulite.


Figure 8. Coulées de lave récentes (1972-1974) au Sud du Kilauea, Hawaii

Les échantillons de réticulite, trouvés au niveau de la flèche rouge, sont plus abondants juste en dessous de la rupture de pente, nommée Holei Pali, séparant un plateau supérieur d'une plaine basse.


Figure 9. Localisation du site riche en réticulite au niveau d'une rupture de pente (Holei Pali, Hawaii)

La flèche rouge indique le site.


Figure 10. Localisation site de prélèvement des réticulites par rapport au Pu'u O'o (volcan émetteur), et à la direction générale des alizés venant du NE

Site à réticulite : flèche rouge ; direction des alizés venant du NE (flèche bleue).


Localisation du Kilauea Iki Crater (Hawaii) via Google Earth.

Comment une telle mousse de lave peut-elle se trouver coincée dans des anfractuosités d'une coulée banale ? En fait, cette écume de lave est générée à une dizaine de kilomètres du site où elle a été ramassée, et y a été apportée par le vent. Le volcan Pu ‘u O'o, volcan latéral du Kilauea, est en éruption quasi permanente depuis quelques années, avec, de façon intermittente, de très hautes fontaines de lave (images 11 et 12). Ces fontaines génèrent de la mousse de lave (réticulite), très peu dense, que les vents alizés (venant du Nord-Est) transportent vers le Sud-Ouest. Ces fragments de réticulites « volent et/ou courent » au dessus des surfaces des coulées, et se font piéger aux niveaux des anfractuosités et des irrégularités superficielles des coulées. C'est au niveau de la rupture de pente d'Holei Pali (là ou la vitesse du vent chute) que les fragments de réticulite sont les plus abondants (localisation, image 10).

Figure 11. Une fontaine de lave du Pu'u O'o, Hawaii, photographiée en octobre 1983

La hauteur d'une telle fontaine varie de 10 à 100 m, mais peut occasionnellement atteindre 500 m.