Volcanisme en France : le Pavin encore actif #1

Le Puy de Montchal vu du Puy de Lassolas.

Les 14, 15 et 16 Mai 2009, l'Université Blaise Pascal de Clermont Ferrand, département du Puy de Dôme, en Auvergne, et le Centre National de la Recherche Scientifique, - le CNRS -, organisaient, de conserve, à Besse et Saint Anastaise communément appelée Besse-en-Chandesse, un colloque international sur le thème : « Lac Pavin et autres lacs méromictiques. »

Dans la plupart des lacs, un brassage complet de l’eau s’effectue annuellement au printemps et à l’automne sous l’effet de la densité de l’eau, de sa température et de celle de l’air ainsi que du vent, ce qui permet une répartition uniforme des nutriments et de l’oxygène. Au différent, un lac méromictique est un lac qui se caractérise par la stratification densitaire et chimique de ses eaux due à une absence de brassage vertical. Ses eaux de surface entrent en contact avec les eaux profondes et, de fait, se mélangent moins d'une fois par an, voire moins d'une fois par décennie ou siècle. Généralement, ce type de lac, de petite superficie, de profondeur intermédiaire, - 50 à 200 mètres -, à bathyale, - supérieure à 200 mètres -, et en forme de cuvette, est enchâssé entre des parois basaltiques abruptes, - anneaux de tufs ou falaises escarpées -, qui le protègent des vents.

Le Maar Pavin.

Les eaux profondes d'un lac méromictique ont la particularité de posséder de très faibles concentrations en oxygène, - inférieures à 1 milligramme par litre glissement de terrain -. Dans un tel événement sismo-volcanologique, le gaz carbonique se répand brutalement, au ras du sol, dans les zones limitrophes, causant, - tel le lac Nyos, au Cameroun, en 1986, et ses 2.000 victimes -, mort d'hommes et/ou d'animaux. -, et l'inconvénient d'accumuler des gaz tels que le dioxyde de carbone, le méthane et l'hydrogène sulfuré, dissouts, pouvant être brusquement libérés, en grande quantité, lors d'un tremblement de terre ou d'une éruption limnique, -

Le lac Pavin, - bien que géographiquement associé au Massif des Monts Dore son origine géologique le rattache à la Chaîne des Puys -, profond de 93 mètres, situé dans un cratère volcanique, - un maar -, est de type méromictique car la circulation annuelle de ses eaux est incomplète et la couche profonde, de -60 à -93 mètres, le mélange s'effectuant moins d'une fois par siècle, reste stagnante d'une année sur l'autre. Une mesure des isotopes du carbone sur le carbone minéral total dissous et sur les gaz, - le dioxyde de carbone et le méthane -, y démontre que l'apport profond de carbone est issu de trois sources distinctes :

- La première, environ 20 %, découle de la fermentation méthanique de la matière organique ;

- La seconde, environ 10 %, se compose de carbone minéral dissous par le déplacement horizontal de la masse d'eau du fond ;

- La troisième, 70 % de gaz carbonique, est d'origine magmatique.

Mais, en Auvergne, le lac Pavin n'est point le seul lac méromictique qui, à l'image des lacs Nyos et Monoun au Cameroun, Kivu au Rwanda, etc..., fasse planer un risque sur la région circonvoisine et sa population. La Godivelle, l'Issarlès, le Tazenat, le Chauvet, le Servières, le Bouchet, le Saint-Front, etc..., autres lacs de cratère, profonds, de la Chaîne des Puys, du Cézalier, du Cantal..., sont à mêmes de se transformer en réservoirs de gaz carbonique.

Le complexe Montchalm-Pavin-Montcineyre.

Le complexe éruptif « Montchal-Pavin-Montcineyre », aux confins des Mont Dore et du Cézallier, dans le prolongement de la Chaîne des Puys à laquelle son origine géologique le rattache, se situe au Sud-Ouest de Besse en Chandesse.

Mais, pour que la vérité soit, n'est-il pas plus exact d'énoncer la présence de deux complexes éruptifs imbriqués en un unique complexe reconnu par le monde scientifique : le complexe éruptif « Montcineyre » et le complexe éruptif « Montchal » formant le complexe éruptif connu, à tort, sous l'intitulé générique de complexe « Montchal-Pavin-Montcineyre », plus explicitement devant s'intituler, le « Pavin » n'étant, originellement, qu'une bouche adventive du « Montchal » et non, au sens noble du terme, un volcan pérenne, le complexe éruptif « Montchal-Montcineyre » ?

En effet, la rencontre du magma et d'une nappe phréatique provoque la vaporisation explosive de l'eau et génère un phénomène qui, s'il est assez violent conduit à la formation de cratères d'explosions circulaires de quelques centaines de mètres de diamètre et de quelques dizaines de mètres de profondeur. Ces cratères sont généralement bordés par les produits des explosions comprenant des fragments arrachés du sous-sol et, quelquefois, du magma frais. Lorsque l'éruption cesse après la phase maar, un lac circulaire s'installe dans le cratère du maar. Ainsi, sur les versants Est et Sud-Est du Montchal se sont formés, entre 4.500 et 2.500 avant J.C., les Maars du Pavin, de l'Estivadoux, des Costes et du Creux du Soucy.

Le Complexe Montchal dans la Chaîne des Puys.

Et, en référence aux cratères de Maar, si l'éruption continue par la sortie de lave, le maar peut être occupé par un cône de scories tout comme, de fait, peut ainsi se définir le Montchal, voire le Pertuyzat.

Le Puy de Montchal et son complexe volcanique.

A 4 kilomètres au Sud-Ouest de Besse en Chandesse, à 3 kilomètres au Sud-Est de Super Besse, à 3 kilomètres à l'Est de Vassivière et à 3 kilomètres à l'Ouest de Péalat, à la latitude 45° 29 Nord et la longitude 2° 53 Est, et culminant à une altitude de 1.411 mètres, se situe le cône de scories de Montchal. Cet appareil strombolien classique, à cratère bien conservé, a émis au moins trois coulées basaltiques identifiables :

- La première coulée, vers l'Ouest, la plus ancienne des trois, datée de 4.550 ± 150 ans avant J.C., atteint la vallée de la Clamouze ;

- La seconde, estimée à 3.750 ± 150 ans avant J.C., se déverse, vers le Sud, sur une zone de type marécageux. Sa surface est bosselée de monticules, de petits dômes, de bombements crevassés, de cônes de dégazage de faible taille formés par l'agglutination de lambeaux de lave chaude et de scories ayant atterri, encore liquides, et s'étant soudés entre eux. Il peut, aussi, s'y déterminer la présence d'un évent, de 60 mètres de diamètre et de 20 mètres de profondeur, abritant un lac souterrain, dénommé le « Creux du Soucy. » Pour certains spécialistes il serait la résultante d'une explosion phréatique, pour d'autres, il serait une cheminée secondaire, partiellement comblée par une coulée lavique, du Montchal ;

- et la troisième, vers l'Est, la plus récente des trois, une double coulée, environ 1.250 ans avant J.C. jusqu'en amont de Besse en Chandesse, au delà datée de 2.750 ± 100 ans avant J.C., a emprunté, sur une longueur de 16 kilomètres, la vallée glaciaire de la Couze Pavin. En aval de Coteuge, la coulée de lave forme un assemblage tumultueux de blocs anguleux, aussi connu sous le nom de « block lava. » Cette lave, se différenciant de la lave aa généralement rugueuse, a une peau épaisse divisée en blocs de surface assez lisse et de forme irrégulière, avec de nombreux mamelons et des creux de 3 à 5 mètres de profondeur. Sa composition chimique est identique à celle de pahoehoe.

Graphe schématisé du Puy de Monchal.

De nombreux saupoudrages de lapillis basaltiques, en relation avec les éruptions du Montchal, sont observables en divers sites de la région, dans un rayon de 50 à 95 kilomètres de diamètre mais le plus représentatif, reposant sur une couche de pélites ligniteuses estimées, datées par le radiocarbone à 4650 ans ± 150 ans, se découvre sur la rive droite de la Couze du Pavin, dans la traversée du Bois de Gouelle, à quelques centaines de mètres en amont du pont de même nom.

Il est coutume de considérer que les volcans de la chaîne des Puys sont, par leur type éruptif, des volcans monogéniques produits par une seule éruption, l'opposé des stratovolcans comme le Massif du Mont-Dore ou l'Etna constitués par une succession d'éruptions. S'il était preuve contraire à expliciter, le Puy de Montchal en apporte, inéluctablement, le démenti. En effet, par les nombreux aménagements qui ont été effectués pour l'installation de la station hivernale de Super Besse, tracé de nouvelles routes, percement de chemins, etc..., cette succession d’événements est illustrée par les multiples coupes de terrains qui peuvent se découvrir dans les environs immédiats de cet édifice volcanique et de ses cratères et maars adventifs.

Coupe dans le tuf des Costes.

Celles-ci montrent la superposition de plusieurs niveaux de retombées aériennes, téphras, éjectas, - ou pyroclastes -, tels les tufs, les cendres, les lapillis, les bombes volcaniques, les blocs et les ponces, et elles autorisent à penser, par le fait de paléosols intercalés, que l'activité du Puy de Montchal, au moins quatre éruptions, voire cinq et plus, avec des coulées laviques attestées, y peuvent être dénombrées, a démarré vers 7.500/8.000 ± 400 ans avant J.C et s'est prolongée jusqu'en 1.250 ± 50 ans avant J.C.

Le complexe volcanique du Puy de Montchal.

Si nous en referons aux études déjà réalisées, sur et autour du complexe volcanique de Montchal, outre le Puy principal Montchal, il se détermine quatre autres bouches secondaires ou adventives : au Sud, le Maar du Creux du Soucy ; au Sud-Est, le Maar des Costes ; à l'Est, le Maar d'Estivadoux ; au Nord-Est, le Puy du Pertuyzat ; et au Nord-Nord-Est, le Maar du Pavin.

Une étude plus approfondie permet d'adjoindre, à cette liste, au mois quatre autres évents de plus ou moins grande dimension : au Nord-Ouest, les Hermines sur Super Besse, et situé latitude 45°29 Nord, longitude 2°51 Est, un maar asséché rendu en tourbière ; à l'Ouest, quasi enseveli sous la coulée lavique Ouest, 4.550 ± 150 ans avant J.C., localisé latitude 45°29 Nord, longitude 2°52 Est, avec son flanc Nord-Ouest, en croissant de lune, un probable maar ; et, à l'Est, déterminé latitude 45°29 Nord, longitude 2°54 Est, entre le Puy du Pertuyzat, et les Maars des Costes et d'Estivadoux, un maar devenu tourbière.

Le Maar des Costes.

Le Maar des Costes se situe à 3 kilomètres à l'Est-Sud-Est du Puy de Montchal, à 2,5 kilomètres au Sud-Est du Maar Pavin et à 700 mètres au Sud du Maar d'Estivadoux. Il apparaît comme une modeste dépression de forme plus ou moins arrondie, de 300 mètres sur 200 mètres, dont le fond est occupé par une modeste tourbière. Sur une épaisseur de 2 à 10 mètres suivant les sites de coupes, un dépôt de projections lithées, au faible pendage, composé de lapillis, de bombes tachylitiques, des tufs stratifiés entre deux paléosols datés, pour le plus ancien 4.250 ± 150 ans avant J.C., et, pour le plus récent, 3.550 ± 150 ans avant J.C., posés sur des gneiss, des basaltes anciens du massif volcanique du Cézallier et des basaltes du Montcineyre et du Montchal. Ce type de dépôt est caractéristique des maars basaltiques à explosions rythmées et la disposition séquentielle des matériaux déposés en atteste le fonctionnement rythmique coutumier à de tels édifices dans leur stade de construction.

Les proportions de magma basaltique, dans les tufs, d'une strate à la strate immédiatement supérieure, sont variables mais des lambeaux de charriage et des graded-bedding apparaissent nettement dans chaque strate démontrant, s'il en était nécessaire, qu'outre l'explosivité de son maar, les Costes était une bouche adventive active qui avait émis plusieurs coulées laviques sur près de 700 ans. Certes, dans ces strates, il y apparaît une prédominance de matériaux provenant du Montchal et du Montcineyre, voire même du Pavin dans ses strates supérieures datées, pour les plus anciennes, de 3.700 ± 150 ans à 3.550 ± 150 ans avant J.C., et, pour les plus récentes, de 1.150 avant J.C., des matériaux qui l'ont, oblitérant ses formes, rapidement comblé.

Le Maar d’Estivadoux.

Le maar d'Estivadoux se situe à 2 kilomètres à l'Est du Puy de Montchal et à 1,5 km au Sud-Est du Maar Pavin. Tout comme le Maar des Costes, c'est une petite dépression occupée par une tourbière. Le cratère, comblé par les émissions pyroclastiques et les coulées du Montchal et du Pavin, n'est guère visible. De toute apparence il était de forme plus ou moins arrondies, entre 700 et 1.000 mètres de diamètre. Les carrières et les tranchées des routes, dans ses proches environs, offrent de beaux sites de coupe qui permettent de lire les différents dépôts, posés sur un lit basaltique ancien du massif volcanique du Cézallier et des basaltes du Montcineyre et du Montchal, datés, pour la strate supérieure, de 8.500 ± 150 ans avant J.C, qui se sont succédés durant l'activité propre à l'Estivadoux. Cette bouche adventive, en regard des différentes strates de cendres, de nuées ardentes, de courtes coulées laviques et de tufs stratifiés entre deux paléosols, a fonctionné de 5.250 ± 150 ans avant J.C. à 4.550 ± 150 ans avant J.C.

A suivre : 2° Partie de l'Etude, Le Maar Pavin.