Ainsi, nous avons donc formulé notre hypothèse : La viscosité de la lave détermine-t-elle chaque type de volcan ?
Afin de vérifier cette hypothèse, nous allons donc la tester avec cette expérience :
Il s'agit en effet, d'une expérience qui permet d'expliquer les mécanismes à l'origine de chaque type de volcan, même si la modélisation est assez éloignée de la réalité (différences de température, de matériaux, d'échelle, de durée, etc...)
Matériel nécessaire :
PROTOCOLE:
Nous allons donc modéliser les 2 types d'éruptions, pour cela, nous allons varier la consistance du magma (ketchup), selon le volcan que nous modéliserons. C'est-à-dire que nous allons "fabriquer" un magma très consistant, très pâteux pour le volcan explosif, et à l'inverse un magma très liquide pour le volcan effusif.
Modélisation de l'éruption effusive :
- On verse du ketchup pur d'un côté du tube et de l'autre côté on verse de l'eau à l'aide d'un bécher.
- On met ensuite le bouchon du coté de l'eau.
- On place une coupelle sur la table, juste au-dessous du tube.
- Afin de démarrer l'expérience, on enlève le bouchon et on met 1/4 d'un cachet effervescent, puis on remet le bouchon.
Modélisation de l'éruption explosive :
- On mélange beaucoup de flocons de purée avec du ketchup et aussi un peu d'eau afin d'avoir un mélange bien consistant.
- On insère le mélange à l'aide d'une petite cuillère d'un coté du tube, en tassant éventuellement quelquefois avec les doigts.
- De l'autre côté du tube, on verse délicatement de l'eau à l'aide d'un bécher.
- On met ensuite le bouchon du coté de l'eau.
- On place une coupelle sur la table, juste au-dessous du tube.
- Afin de démarrer l'expérience, on enlève le bouchon et on met 1/4 d'un cachet effervescent, puis on remet le bouchon.
CONSEQUENCE VERIFIABLE:
Si l'hypothèse est juste, alors on s'attend à ce que ce soit la lave qui détermine chaque type de volcan, et donc à ce que :
- dans le tube correspondant à la modélisation de l'éruption effusive, le ketchup, soumis à la pression du gaz, s'échappe en coulant le long du tube.
- dans le tube correspondant à la modélisation de l'éruption explosive, le mélange, soumis à la forte pression, s'échappe en ne s'écoulant pas sur les flancs du tube.
RESULTAT :
(il s'agit ici du travail d'Eric JOURDAN en guise d'illustration)L'éruption effusive :
Dès son contact avec l'eau, le cachet effervescent dégage du gaz. Le ketchup, soumis à la pression du gaz sort alors du tube et coule le long de ses flancs.
L'éruption explosive :
Dès son contact avec l'eau, le cachet effervescent dégage du gaz qui va se dissoudre dans le mélange. Le mélange "purée - ketchup", pâteux, très riche en gaz dissous, est alors expulsé du tube, par la pression du gaz qui est à l'intérieur de celui-ci. Lors de sa sortie, le mélange forme une aiguille ou dôme et ne s'écoule pas du tout.
INTERPRETATION :
Les résultats pour l'expérience "de type effusive", correspondent bien à ses conséquences vérifiables : la lave est fluide et s'écoule.
Les résultats pour l'expérience "de type explosive", correspondant bien à ses conséquences vérifiables : la lave est visqueuse et ne s'écoule pas.
Au contraire de l'éruption effusive, elle est éjectée de façon brusque et sous la forme d'un dôme (caractéristique des volcans explosifs).
CONCLUSION :
Nous pouvons donc ainsi en déduire que l'hypothèse est juste.
- Dans le premier cas (effusif): le magma s’écoule lentement sur les pentes du volcan donc il a déjà dégazé avant de sortir du cratère, la lave est donc fluide.
- Dans le second cas (explosif): à l’inverse, le magma visqueux retient ses gaz prisonniers jusqu’au cratère. Ces derniers font augmenter la pression, car il y a formation d'un bouchon de lave pateuse riche en gaz dissous qui est bloqué dans la cheminée. Finalement, les gaz font céder le magma visqueux qui s’échappe brusquement, lorsque la pression est à son comble : cela provoque une explosion.
=====> C'est donc la viscosité du magma à l'intérieur du volcan qui détermine le type d’éruption.
On peut donc se demander :
