Nous allons maintenant procéder aux simulations qui nous permettront enfin de définir si ces facteurs énumérés précédemment jouent réellement un rôle dans la viscosité du magma.
~~~~ Calcul de la viscosité du basalte et de l'andésite sans modifications de notre part : ~~~~
- 1\ Viscosité de l'andésite :
La viscosité est de 4,97.104 Pa.s
- 2\ Viscosité du basalte :
La viscosité est de 1,52.103 Pa.s
Sans modifications de notre part, on observe que l'andésite est déjà bien plus visqueuse que le basalte.
~~~~ Calcul de la viscosité des deux roches en modifiant juste les proportions en silice (SiO2): ~~~~
- 1\ Viscosité de l'andésite riche en silice (SiO2) : 70%.
La viscosité est de 1.93.105 Pa.s
- 2\ Viscosité de l'andésite pauvre en silice (SiO2) : 30%.
La viscosité est de 8.02.102 Pa.s
Lorsqu'elle contient beaucoup de silice, l'andésite est environ 205 fois plus visqueuse que lorsqu'elle n'en contient que très peu.
- 3\ Viscosité du basalte riche en silice (SiO2) : 70%.
La viscosité est de 1.50.104 Pa.s
- 4\ Viscosité du basalte pauvre en silice (SiO2) : 70%.
La viscosité est de 2.56.101 Pa.s
Lorsqu'il contient beaucoup de silice, le basalte est environ 600 fois plus visqueux que lorsqu'il n'en contient que très peu.
La silice est donc un des composants principal de la viscosité du magma, puisque l'andésite et le basalte ont leur viscosité qui augmente lorsque l'on augmente leur teneur en silice.
Ceci est dû au fait que la silice construit des liaisons covalentes Si-O-Si qui forment une architecture très rigide et qui par conséquent augmente la viscosité du magma.
~~~~ Calcul de la viscosité des deux roches en modifiant juste les proportions en eau (H2O) : ~~~~
- 1\ Viscosité de l'andésite sans eau :
La viscosité est de 4,97.104 Pa.s
- 2\ Viscosité de l'andésite avec 5% eau :
La viscosité est de 1.09.102 Pa.s
L'eau est donc un facteur responsable de la fluidité du magma.
L'eau hydrolyse (=détruit) les liaisons covalentes formées par la silice Si-O-Si, ce qui détruit ainsi l'architecture rigide construite par la silice et donc diminue la viscosité.
On a donc les liaisons Si-OH à la place des liaisons Si-O-Si.
Nous pouvons faire aussi les simulations avec le basalte, cela nous donnera le même résultat.
~~~~ Calcul de la viscosité des deux roches mais an modifiant seulement les conditions de température : ~~~~
- 1\ Composition de l'andésite (sans modifications de notre part) à température normale : 1000°C
La viscosité est de 4,97.104 Pa.s
- 2\ Composition de l'andésite (sans modifications de notre part) à température faible : 600°C
La viscosité est de 2.65.1010 Pa.s
- 3\ Composition de l'andésite (sans modifications de notre part) à température élevée : 1500°C
La viscosité est de 4.02.101 Pa.s
L'augmentation de la température favorise donc la fluidité du magma car la viscosité des deux roches diminue lorsque l'on augmente la température
En effet, la température fond les roches et détruit ainsi les liaisons covalentes Si-O établies par le silicium, par conséquent la roche perd toute sa structure rigide et devient liquide.
Nous pouvons faire, les mêmes simulations avec le basalte, cela nous donnera le même résultat.
~~~~ Viscosité des deux roches en fonction de l'acidité : ~~~~
De même que pour la teneur en gaz dissous, l'acidité n'est pas présente dans le logiciel.
Cependant, nous savons que l'acidité d'un magma correspond à sa teneur en SiO2 (le silice).
Plus un magma contient de silice, plus il est acide et plus ses molécules de silice peuvent se lier en formant des tétramères donc :
- plus le magma est acide plus il contient un réseau dense de molécules et donc plus il est visqueux.
A l'inverse quand il est basique il contient peu de silice donc :
- il y a peu de liaisons, ainsi le magma est moins visqueux (plus liquide).
La viscosité d'un magma augmente avec l'acidité (qui dépend préalablement de la teneur en Silice que contient la roche).
~~~~ Viscosité des deux roches en fonction des gaz dissous : ~~~~
Le rôle de la teneur en gaz dissous est très important, mais malheureusement, elle ne figure pas dans le logiciel.
Mais, d'après ce que nous avons vu dans la partie une, nous savons qu'un magma visqueux contient encore beaucoup de gaz à sa sortie du cratère, car c'est ce qui va lui permettre d'exploser.
Inversement, le magma fluide lui ne contient plus de gaz (les volcans effusifs n'explosent pas, lorsque le magma sort du volcan, il est déjà dégazé)
La teneur en gaz dissous augmente donc avec la viscosité du magma car, les volcans explosifs ont une lave visqueuse, donc très riche en gaz dissous puisque le magma est éjecté de façon très brutale, très violente.
