Image de la semaine | 29/11/2021

Les « œufs du Teide », des boules d'accrétion de lave (ile de Tenerife, Canaries, Espagne)

29/11/2021

Théo Marchand

Doctorant, Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement, Univ. Paul Sabatier - Toulouse 3

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Formation de boules de lave à partir de coulées ni trop fluides, ni trop visqueuses.


Les « œufs du Teide » (Los Huevos del Teide), ile de Tenerife, archipel des Canaries

Figure 1. Les « œufs du Teide » (Los Huevos del Teide), ile de Tenerife, archipel des Canaries

Les boules noires visibles sur la gauche de l'image proviennent de la coulée noire visible à droite. Cette coulée de lave aa est située sur les flancs du Teide, massif volcanique et plus haut sommet d'Espagne (archipel des Canaries). Les “œufs” se sont formés par accrétion de lave, à la manière d'une boule de neige roulant dans une pente. Deux personnes au milieu de ces “œufs” donnent l'échelle.

Localisation par fichier kmz des « œufs du Teide », Canaries.


Haut de 3715 m et situé sur l'ile de Tenerife dans l'archipel des Canaries, le Teide est le point culminant d'Espagne. Ce volcan est actif depuis 200 000 ans et sa dernière éruption remonte environ au XIIe siècle. Ses éruptions stromboliennes (mix entre production de lave, de téphras  – fragments solides – et de gaz) à sub-pliniennes (production principalement de gaz et de cendres) sont accompagnées de coulées de lave phonolitique (Figures 11, 20, 22 et 23). La phonolite est l'une des deux roches les plus différenciées de la série alcaline, série dont le magma est initialement riche en alcalins (Na2O et K2O). Les séries alcalines sont justement classiques des iles volcaniques (attention cependant, il existe des iles volcaniques de points chauds qui ne sont pas alcalines mais tholéitiques, comme Hawaï, et des volcans alcalins non relié à un point chaud, comme dans le rift africain, certains secteurs des Andes – cf. La province volcanique du Payun Matru (Argentine) : des volcans de subduction hors normes). Le volcanisme encore actif des iles Canaries est classiquement expliqué par la présence d'un point chaud actuellement situé au niveau des iles les plus à l'Ouest (Hoernle et Carracedo, 2009 [1]). Quelques articles de Planet-Terre décrivent d'autres structures volcaniques des iles Canaries : cônes de scories (cf. Les cônes de scories à forte explosivité et autres tuff-rings, Parc National de Timanfaya, Lanzarote, iles Canaries (Espagne)) ainsi que spatter cones et hornitos (cf. Les spatter cones et les hornitos, des édifices volcaniques à pentes raides mais pourtant engendrés par des laves très fluides).

Les « œufs du Teide » (Huevos del Teide, en espagnol) sont situés sur la Montaña Blanca, sommet volcanique accolé au Teide sensu stricto (Figure 11). Ils sont accessibles par un sentier de randonnée, à 2600 m d'altitude. Ces “œufs” sont des boules noires dont une cinquantaine dépasse les 2 m de diamètre. Leur couleur noire contraste fortement avec le sol blanc formé par les pierres ponces de la Montaña Blanca. Cet aspect esthétique et leur taille impressionnante participent à leur renommée.

La plupart de ces boules de lave noire sont regroupées dans un replat et situées dans le prolongement d'une coulée aa (lave rugueuse à blocs apparents) située sur les flancs du Teide sensu stricto (Figures 7, 13 et 21). Un autre article de Planet-Terre évoque déjà les coulées de lave aa (en gratons) des iles Canaries (cf. Coulées de laves anciennes de type aa (en gratons) : Arizona, Canaries, Islande et Chaine des Puys).

Les figures 2 à 11 présentent différents “œufs” avec des formes et des morphologies particulières, ainsi que leur emplacement dans le paysage volcanique local.

Los Huevos del Teide, ces “oeufs” du Teide sur fond de ponces blanches, ile de Tenerife, archipel des Canaries

Figure 2. Los Huevos del Teide, ces “oeufs” du Teide sur fond de ponces blanches, ile de Tenerife, archipel des Canaries

Vue surplombant la zone de replat où les “œufs” se sont immobilisés. La coulée de lave d'origine est située à gauche, non visible sur la photo. Les “œufs” ont donc roulé de gauche à droite. La plupart des boules font dans les 3 m de diamètre. À l'arrière-plan, l'océan est visible en direction du Nord.


Un “œuf” rond sur les flancs du Teide, ile de Tenerife (Canaries)

Figure 3. Un “œuf” rond sur les flancs du Teide, ile de Tenerife (Canaries)

Un « œuf du Teide » très arrondi, formant presque une sphère parfaite. L'objet fait entre 2 et 3 m de diamètre.


Pique-nique aux œufs durs à l'ombre d'un “œuf” du Teide (Canaries)

Figure 4. Pique-nique aux œufs durs à l'ombre d'un “œuf” du Teide (Canaries)

Des randonneurs profitent du peu d'ombre de l'“œuf”. Au sol, une boite de véritables œufs durs permet de comparer la taille des deux types d'œufs. Cet “œuf” est légèrement allongé et a une forme ellipsoïde.


Un “œuf” brisé, sur les flancs du Teide, volcan des Canaries

Figure 5. Un “œuf” brisé, sur les flancs du Teide, volcan des Canaries

La forme des débris (surfaces de cassures anguleuses) rappelle davantage les débris d'une grosse boule de neige se brisant que ceux d'une coquille d'œuf.


Un “œuf” brisé, sur les flancs du Teide, ile de Tenerife, Canaries

Figure 6. Un “œuf” brisé, sur les flancs du Teide, ile de Tenerife, Canaries

L' “œuf” s'est brisé en deux parties. En haut à droite, de la lave s'est solidifiée, rappelant les morphologies de lave « en chou-fleur » (Murcia et al., 2014 [2]). Cette morphologie est clairement différente du reste du corps de l' “œuf”, qui fait dans les 3 m de diamètre.


Des “œufs” du Teide et leur coulée volcanique d'origine (ile de Tenerife, Canaries)

Figure 7. Des “œufs” du Teide et leur coulée volcanique d'origine (ile de Tenerife, Canaries)

Les “œufs” ont roulé depuis la coulée aa visible au centre de l'image. Cette coulée de lave aa (les irrégularités rugueuses caractéristiques des laves aa sont visibles, même à cette distance) est située sur un flanc du Teide, plus haut sommet d'Espagne. Certaines boules ont roulé à plus de 400 m de la coulée.


Un “œuf” au pied d'une coulée volcanique de type aa issue du Teide (Canaries)

Figure 8. Un “œuf” au pied d'une coulée volcanique de type aa issue du Teide (Canaries)

L'“œuf” est situé au pied d'une coulée de lave aa caractéristique avec ses formes anguleuses et ses blocs. Un photographe donne l'échelle.


Structure interne et superficielle d'un «œuf du Teide», Canaries

Figure 9. Structure interne et superficielle d'un «œuf du Teide», Canaries

L' “œuf” étant brisé, il est possible de l'observer en coupe. La couche superficielle est clairement différente de la partie interne. Le cœur est plus homogène et compact tandis que la croute superficielle est plus hétérogène et rugueuse. Cette structure avec un cœur massif entouré d'une couche de plusieurs centimètres contenant des scories, est caractéristique des boules d'accrétion et permet de les distinguer des bombes volcaniques (Sanders, 2010 [4]).


Coulée volcanique de type aa à l'origine de la majorité des « œufs du Teide », ile de Tenerife, Canaries

Figure 10. Coulée volcanique de type aa à l'origine de la majorité des « œufs du Teide », ile de Tenerife, Canaries

Cette coulée de lave aa (les irrégularités et blocs caractéristiques sont visibles, même à 300 m de distance) est à l'origine de la majorité des “œufs” présents sur les flancs du Teide.


Le Teide, la Montaña Blanca et les coulées aa (archipel des Canaries)

Figure 11. Le Teide, la Montaña Blanca et les coulées aa (archipel des Canaries)

À droite, le Teide culmine à 3715 m. Les coulées de lave aa noires se démarquent particulièrement dans le paysage. Le replat blanc-ocre à gauche est la Montaña Blanca : il s'agit d'un massif de pierres ponces blanchâtres accolé au Teide. À la jonction entre la Montaña Blanca et le Teide, la coulée de lave noire aa à l'origine des œufs est clairement visible. Bien que la coulée soit située sur le flanc du Teide, les ”œufs”, eux, ont roulé jusque sur la Montaña Blanca où ils se sont arrêtés. Ils sont à peine visibles sur la photo.

La photo a été prise à l'Est du Teide.


Les « œufs du Teide » sont un exemple spectaculaire d'un phénomène relativement rare : la formation de boules d'accrétion de lave (accretionary lava balls en anglais). Les boules d'accrétion de lave ont été définies par Wentworth et Macdonald (1953 [5]) qui étudiaient le volcanisme hawaïen : il s'agit de boules formées par agglomération de lave visqueuse à partir d'un cœur solide (un fragment ou une boule partiellement ou complètement solidifiée), en roulant parfois sur une coulée de lave et parfois sur la pente en aval du front d'une coulée, à la manière d'une boule de neige roulant et grossissant dans une pente. Ces boules peuvent faire jusqu'à 10 m de diamètre (Macdonald, 1972 [3]).

Murcia et ses collègues (2014 [2]) ont décrit des boules d'accrétion de lave en Arabie Saoudite, et précisent que ces structures sont typiques des coulées de lave aa (ce qui est confirmé ici) et qu'une grande taille indique que les boules ont roulé sur la lave (et/ou des scories) sur une distance importante (distance impossible à estimer ici). L'agglomération de lave suppose une viscosité intermédiaire entre les coulées pahoehoe trop fluides et les laves de piton trop pâteuses.

Panneau d'information du Parc national du Teide, archipel des Canaries

Figure 12. Panneau d'information du Parc national du Teide, archipel des Canaries

La partie supérieure du panneau décrit :

A : Les ponces de la Montaña Blanca (le substrat).

B : La coulée de lave de la dernière éruption du Teide (à gauche).

C : Les « œufs du Teide ».

D : Des restes isolés du mur de la caldeira (ancienne caldeira antérieure à la formation du Teide, à l'arrière-plan).

Le texte en bas à droite dit (traduit de l'anglais au français) : « Le nom scientifique des œufs du Teide est : boules d'accrétion. Elles se forment lorsqu'une coulée de lave coule le long d'une pente très raide et que des morceaux de lave solidifiée roulent sur la surface encore fluide, accumulant des couches de lave à la manière d'une boule de neige. Ici, ce phénomène est très particulier car certaines des boules très sombres ont dépassé leur coulée de lave et se sont répandues sur la ponce claire de la Montaña Blanca. »

En bas à droite deux espèces endémiques sont présentées : la violette du Teide (elle “émerge” seulement durant quelques semaines au printemps pour se reproduire) et le scarabée Hegeter lateralis (dont la cuticule limite la transpiration, conservant ainsi l'eau, précieuse dans cette région).

La figure 13 est un montage photo du paysage représenté sur ce panneau.


Montage photo correspondant au panneau d'information de la figure précédente (ile de Tenerife, archipel des Canaries)

Figure 13. Montage photo correspondant au panneau d'information de la figure précédente (ile de Tenerife, archipel des Canaries)

Les boules ont roulé de gauche à droite depuis la coulée aa visible à gauche. Le panneau d'information est visible. L'océan Atlantique est en direction du Nord.


Exemple contemporain d'une boule d'accrétion de lave au moment de sa formation

Figure 14. Exemple contemporain d'une boule d'accrétion de lave au moment de sa formation

Cette photo a été prise à Hawaï en 1983 sur le volcan Kilauea. L'objet fait environ 75 cm de diamètre.


L'éruption actuelle (commencée le 19 septembre 2021) du volcan Cumbre Vieja sur l'ile de La Palma (autre ile de l'archipel des Canaries) a permis de filmer en direct la formation d'un de ces œufs de lave.

On peut voir sur Twitter deux séquences de la formation d'un même “œuf”, filmées par Harri Geiger, mises en ligne les 28 et 29 octobre 2021. Sur la première, on voit bien le cadre morphologique où a été filmée la séquence. On voit le début de la course folle d'une boule de lave sur des scories, boule très vraisemblablement issue d'un rebord de la coulée en cours de progression, mais non visible (ou non discernable) sur le film. Sur la deuxième, on voit mieux la fin de la course, l'arrêt de la boule et son cœur encore rouge.

Le volcan Cumbre Vieja et ses environs recouverts de cendre, ile de La Palma (Canaries)

Figure 15. Le volcan Cumbre Vieja et ses environs recouverts de cendre, ile de La Palma (Canaries)

La trainée de poussière blanche au centre de l'image correspond à la boule de lave dévalant la pente.


Boule de lave dévalant les flancs du volcan Cumbre Vieja, ile de La Palma (Canaries)

Figure 16. Boule de lave dévalant les flancs du volcan Cumbre Vieja, ile de La Palma (Canaries)

On voit la boule de lave dévaler une pente complètement recouverte de scories.


Cœur encore rouge d'une boule de lave du volcan Cumbre Vieja, ile de La Palma (Canaries)

Figure 17. Cœur encore rouge d'une boule de lave du volcan Cumbre Vieja, ile de La Palma (Canaries)

On voit le cœur de la boule de lave encore rouge, cœur bien visible à la suite de la rupture de cette boule. La couche superficielle de cendres et de scories accumulées lors du déplacement est typique des boules d’accrétion de lave.


Des boules d'accrétion de lave prises dans une nuée ardente (ile de Tenerife, Canaries) ?

Figure 18. Des boules d'accrétion de lave prises dans une nuée ardente (ile de Tenerife, Canaries) ?

Ces quatre boules de lave sont prises dans une matrice claire formée de téphras. Ces boules sont-elles des boules d'accrétion qui auraient roulé de gauche à droite (dans le sens de la pente, visible à l'inclinaison des strates de téphras) et qui auraient été piégées dans une nuée ardente ? Ou s'agit-il de bombes volcaniques ? L'hétérogénéité entre le cœur compact et la couche superficielle irrégulière (particulièrement visible sur la boule de droite) fait pencher pour une boule d'accrétion.

Une sandale en bas de la boule de droite donne l'échelle.

Cette photo a été prise sur la route TF-21, entre Vilaflor de Chasna et l'embranchement avec la TF-38. Bien que situées sur l'ile de Tenerife, ces structures se sont donc pas liées à l'activité volcanique du Teide.


Des boules d'accrétion prises dans une nuée ardente (ile de Tenerife, Canaries) ?

Figure 19. Des boules d'accrétion prises dans une nuée ardente (ile de Tenerife, Canaries) ?

Ces quatre boules de lave sont prises dans une matrice claire formée de téphras. Ces boules sont-elles des boules d'accrétion qui auraient roulé de gauche à droite (dans le sens de la pente, visible à l'inclinaison des strates de téphras) et qui auraient été piégées dans une nuée ardente ? Ou s'agit-il de bombes volcaniques ? L'hétérogénéité entre le cœur compact et la couche superficielle irrégulière fait pencher pour une boule d'accrétion.

Cette photo a été prise sur la route TF-21, entre Vilaflor de Chasna et l'embranchement avec la TF-38. Bien que situées sur l'ile de Tenerife, ces structures se sont donc pas liées à l'activité volcanique du Teide.


Vue satellite du Teide et de la Montaña Blanca, ile de Tenerife, archipel des Canaries

Figure 20. Vue satellite du Teide et de la Montaña Blanca, ile de Tenerife, archipel des Canaries

À gauche, les coulées de lave noire aa du Teide sont clairement visibles et contrastent fortement avec la pierre ponce blanchâtre de la Montaña Blanca. La coulée de lave à l'origine de la majorité des “œufs” du Teide est indiquée par la flèche rouge. Le sentier de randonnée qui y passe est également visible.


Vue satellite rapprochée des « œufs du Teide », ile de Tenerife, Canaries

Figure 21. Vue satellite rapprochée des « œufs du Teide », ile de Tenerife, Canaries

La coulée aa à l'origine de la majorité des “œufs” est visible à gauche. Les “œufs” forment des points noirs au niveau des lacets du chemin de randonnée. On peut mesurer avec Google Earth la distance qui sépare les “œufs” les plus éloignés de la pointe de la coulée : certains “œufs” ont ainsi roulé à plus de 400 m de la coulée.


Extrait de la carte géologique de l'Espagne et du Portugal au millionième, l'ile de Tenerife

Figure 22. Extrait de la carte géologique de l'Espagne et du Portugal au millionième, l'ile de Tenerife

Le sommet du Teide est situé au niveau de la couche rose clair, au centre de l'ile. Il s'agit de ”(16) Basaltes, trachybasaltes, trachytes et phonolites. Éruptions sub-historiques”.

D'après Mapa geológico de España y Portugal, IGME (Instituto Geológico y Minero de España)


Comparaison entre la vue satellite et la carte géologique vectorisée à 1/25 000 d'Espagne

Figure 23. Comparaison entre la vue satellite et la carte géologique vectorisée à 1/25 000 d'Espagne

La coulée aa à l'origine de la plupart des “œufs” du Teide est indiquée par une flèche bleue.

Légende (traduite de l'espagnol en français) :

129. (Rouge) : Coulées récentes de trachy-phonolite du Teide (coulées noires), Holocène.

126. (Violet) : Centre d'émission phonolitique de la Montaña Blanca, Holocène.

127. (Violet avec points noirs) : Ponces de dispersion de la Montaña Blanca, Holocène.

120. (Brun clair) : Coulées phonolitiques sub-récentes de la Montaña Blanca, Pléistocène supérieur.


Localisation de l'archipel des Canaries (encadré) et de l'ile de Tenerife au large du Maroc

Figure 24. Localisation de l'archipel des Canaries (encadré) et de l'ile de Tenerife au large du Maroc

Les iles des Canaries sont situées dans l'Océan Atlantique, au large du Maroc.


Bibliographie

K. Hoernle, J.C. Carracedo, 2009. Canary Islands, geology, in Encyclopedia of islands, University of California Press, 133-143

H. Murcia, K. Németh, M.R. Moufti, J.M. Lindsay, N. El-Masry, S.J. Cronin, A. Qaddah, I.E.M. Smith, 2014. Late Holocene lava flow morphotypes of northern Harrat Rahat, Kingdom of Saudi Arabia: Implications for the description of continental lava fields, Journal of Asian Earth Sciences, 84, 131-145 [pdf]

G.A. Macdonald, 1972. Volcanoes, Prentice-Hall, 510p.

F. Sanders, 2010. Rheology and flow emplacement processes of the 1954 lavas, Mount Ngauruhoe, Master Thesis, The University of Waikato, Hamilton, New Zealand, 305p.

C.K. Wentworth, G.A. Macdonald, 1953. Structures and forms of basaltic rocks in Hawaii, U.S. Geological Survey Bulletin 994, 98p. [pdf]