Caldera

Una caldera (var. caldeiraReinat Toscano, intrada « caldeira », Diccionari de lenga d'òc d'après lo parlar niçard, Auba Novèla, 2023 p. 247.) es una estructura geologica compausada d'una depression circulara ò elliptica enviroutada per un bauç verticau de plusors desenaus ò centenaus de mètres. Correspònd a l'afondrament de la partida centrala d'un edifici volcanic en causa de la formacion d'un vuege dins la chambra magmatica situada en dessota ò de la preséncia de zònas d'afebliment en causa de transformacions quimicas alterant certanei ròcas. Lei calderas an generalament una talha superiora a dos quilomètres e lei pus importantas pòdon agantar de diamètres de mai de 50 km de diamètre. Se lei condicions son favorablas, pòdon èsser emplidas per un lac ò per la mar.

Lei calderas pus pichonas son sovent confondudas amb lei cratèrs volcanics. Pasmens, lei cratèrs volcanics correspòndon ai ponchs de sortida dau magma. Lei calderas son de relèus diferents qu'an una talha pus importanta. Pòdon contenir plusors cratèrs volcanicas distints e, dins certanei cas, de volcans complèts. De calderas mai ò mens similaras a aqueleis observadas sus Tèrra son presentas sus d'autreis objèctes dau Sistèma Solar coma Vènus, Mart e Io.

 Etimologia e istòria 

Lo mot caldera es eissit dau portugués caldeirão ò de l'espanhòu caldera que provènon dau latin caldaria (« pairòu »)(en) J. Cole, D. Milner e K. Spinks, « Calderas and caldera structures: a review », Earth-Science Reviews, vol. 69, nos 1-2, febrier de 2005, pp. 1-26.. Foguèt introduch dins lo vocabulari geologic en 1815 per Leopold von Buch (1774-1853) après un viatge d'observacion dins leis Illas Canàrias(de) Leopold von Buch, Ueber die Zusammensetzung der basaltischen Inseln und ueber Erhebungs-Cratere, Berlin, Universitat de Laussanna, 1820..

La formacion d'una caldera es un fenomèn geologic rar car se debana durant d'erupcions fòrça importantas. En causa dei riscs engendrats per un tau fenomèn, l'observacion dirècta es donc complèxa. Es solament possibla sus quauquei volcans instrumentats en permanéncia. Ansin, dempuei l'aparicion de la volcanologia modèrna, lo recuelh dirècte de donadas scientificas sus la formacion d'una caldera foguèt unicament possible durant una erupcion dau Pic de la Fornasa en 2007 e de Kilauea en 2018(en) F. R. Fontaine, G. Roult, B. Hejrani, L. Michon, V. Ferrazzini et al., « Very- and ultra-long-period seismic signals prior to and during caldera formation on La Réunion Island », Scientific Reports, vol. 9,‎ mai de 2019, article n°8068. (fr) Fabrice R. Fontaine, « Prédire l'effondrement des cratères volcaniques », Pour la science, n° 519,‎ genier de 2021, pp. 54-62.. En revènge, lei recèrcas indirèctas, a partir deis elements laissats en plaça après l'erupcion, son pus simplas. Uei, fòrça erupcions son egalament seguidas per de cameràs ò d'aparelhs fotografics que permèton l'enregistrament de donadas visualas.

Un autre aspècte istoric de la recèrca sus lei calderas foguèt la descubèrta progressiva de calderas de plusors desenaus de quilomètres de diamètre. Per aquò, foguèt donc necessari d'esperar l'acabament de l'exploracion geologica dei regions continentalas. L'utilizacion de satellits d'observacion foguèt tanben sovent fòrça utila. Aquelei trabalhs acompanhèron lei descubèrtas e recèrcas relativas ais erupcions de supervolcans a l'origina d'aquelei formacions.

 Caracteristicas e mecanismes de formacion 

 Lei caracteristicas dei calderas 


Una caldera es un relèu d'origina volcanica. Es una depression en forma de pairòu delimitada per un bauç verticau circular ò elliptic. Lo bauç pòu agantar una autor de plusors centenaus de mètres e la talha de la depression pòu variar de dos quilomètres (2,5 km a la cima dau mont Pinatubo) a un centenau de quilomètres (100 × 30 km per lo lac Toba). La màger part dei calderas an un fons relativament plan que pòu èsser ulteriorament ocupat per d'edificis volcanics novèus. Lei calderas situadas au dessüs d'una chambra volcanica activa son sovent de regions geotermicas. L'exemple pus pus famós es aqueu de Yellowstone que concentra lei dos trèç dei gueisèrs identificats dins lo monde(fr) Bernard Henry e Christian Heeb, USA: Le Nord, Brussèlas, Éditions Artis-Historia, 1995, p. 113.. Dins lei regions maritims ò se lei jaç dau substrat rocassós son estancs, la caldera pòu èsser ocupada per un lac ò per la mar.

Lei calderas son sovent confondudas amb lei cratèrs volcanics. D'efiech, per lo public, sa foncion es identica a aquela dau cratèr. Pasmens, en volcanologia, lo tèrme cratèr designa lo ponch de sortida dau magma. Un cratèr se situa a la cima ò sus lei pendís dau volcan e a generalament una forma d'embut(fr) Jacques-Marie Bardintzeff, Volcanologie, Dunod, 2011, p. 317. Sa talha es tanben ben pus pichona qu'aquela d'una caldera amb un diamètre que passa rarament lo quilomètre. Es ansin possible de trobar de cratèrs, e mai d'edificis volcanics complèts, dins una caldera. Per exemple, en Indonesia, la caldera Tengger es una depression de 16 quilomètres de diamètre que contèn dos volcans actius (lo Bromo e lo Batok). En Itàlia, lo mont Vesuvi a emplit la màger part d'una caldera giganta constituïda per lei rèstas dau mont Somma(en) R. Cioni, R. Santacroce e A. Sbrana, « Pyroclastic deposits as a guide for reconstructing the multi-stage evolution of the Somma-Vesuvius Caldera », Bull. Volcanol., vol. 60, 1999, pp. 207–222..

 Lei mecanismes de formacion 


Lei calderas pòdon se formar tant sus lei volcans efusius que sus lei volcans explosius. Dos mecanismes explican actualament la formacion dei calderas terrèstras. Lo modèl classic es lo premier procès de formacion descubèrt. S'aplica generalament per leis erupcions explosivas. Lo modèl idrotermau es pus recent. Foguèt desvolopat per explicar la mesa en plaça de calderas a la cima de volcans efusius. La formacion d'un lac dins la caldera despend dei condicions geologicas de la region, mai es facilitada per la prefondor de la zòna d'afondrament que permet de conservar de quantitats d'aiga importantas se lo fons es estanc. Dins lei zònas situadas a proximitat d'una mar ò d'un ocean, l'empliment es sovent favorizat per d'infiltracions.

 Lo modèl classic 

Lo modèl classic explica la formacion dei calderas pus importantas que son engendradas per d'erupcions marcadas per l'emission de quantitats importantas de materiaus volcanics. Lo procès de formacion es iniciat per la voidança rapida d'una partida significativa de la chambra magmatica situada en dessota de l'edifici volcanic. Aquò entraïna la formacion d'una cavitat e la massa dau volcan s'afondra en comolant lo vuege. Un tau procès es una etapa normala dins la vida de la màger part dei volcans poligenics mai pòu de còps s'observar sus de volcans monogenics. L'afondrament a sovent de consequéncias catastroficas per lei regions vesinas. En particular, l'afondrament d'una partida d'un volcan situat sus una illa ò lòng d'un litorau pòu entraïnar la formacion d'un tsunamiPer exemple, en 1883, l'afondrament dau volcan insular Krakatoa entraïnèt la formacion d'un tsunami de 30 m d'autor que tuèt au mens  personas..

 Lo modèl idrotermau 

Lo modèl idrotermau foguèt desvolopat a partir de la fin dau sègle XX per explicar la preséncia de calderas sus de volcans efusius en erupcion quasi permanenta (Pic de la Fornasa, etc.). D'efiech, lei mesuras sismologicas indican pas l'existéncia d'una chambra magmatica importanta en dessota d'aqueleis edificis e lo ritme rapid deis erupcions entraïna tanben un empliment regular e continú, çò qu'empacha l'aparicion d'una cavitat susceptibla d'engendrar un afondrament generau. De mai, leis erupcions efusivas pus importantas, coma aquela de Mauna Loa en 1984, emeton pas sovent un volum tant important de lavaAquela erupcion emetèt un volum de 220 milions de mètres cubics de magma. En comparason, leis erupcions explosivas consideradas coma violentas passan aisament lo quilomètre cubic. 

En plaça, la formacion de la caldera es lo resultat d'un procès d'alteracion dei ròcas constitutivas dau volcan. Sa causa es la circulacion de fluids idrotermaus dins l'estructura dau volcan. Aquelei fluids entraïnan de reaccions d'alteracion capablas de transformar lei materiaus volcanics en argiela e en sulfat. A tèrme lòng, aqueu procès mena a l'aparicion de zònas de fragilitat que pòdon engendrar d'afondraments importants. Aqueu modèl fonciona relativament ben per descriure la formacion de la caldera dau Pic de la Fornasa(en) Olivier Merle e Jean-François Lénat, « Hybrid collapse mechanism at Piton de la Fournaise volcano, Reunion Island, Indian Ocean », Chemistry and Physics of Minerals and Rocks/Volcanology, vol. 103, B3, 2003..

 Lei calderas dins lo Sistèma Solar 

Lei calderas son d'estructuras geologicas frequentament observadas dins lo Sistèma Solar a la superficia dei còrs presentant una activitat volcanica ò criovolcanica. Dins la premiera categoria, de calderas son donc estadas identificadas sus Vènus, sus la Luna(en) M. Chauhan, S. Bhattacharya, S. Saran, P. Chauhan, e A. Dagar, « Compton–Belkovich Volcanic Complex (CBVC): An ash flow caldera on the Moon », Icarus, vol. 253, junh de 2015, pp. 115-129., sus Mart(en) L. Parfitt e L. Wilson, Fundamentals of Physical Volcanology, Malden, Blackwell Publishing, 2008, pp. 190-212. e sus Io. Dins la segonda, se tròban de satellits naturaus fregs de planetas gigantas coma Ganimèdes, Titan e Triton. En causa de l'abséncia de fenomèns similars a la tectonica dei placas, lei calderas extraterrèstras dau Sistèma Solar pòdon agantar de dimensions considerablas en comparason deis estructuras terrèstras(en) Agust Gudmundsson, « Magma-Chamber Geometry, Fluid Transport, Local Stresses and Rock Behaviour During Collapse Caldera Formation », Caldera Volcanism: Analysis, Modelling and Response, Developments in Volcanology, vol. 10, 2008, pp. 313-319.. Ansin, lo diamètre mejan d'aqueleis estructuras es d'aperaquí 62 km a la superficia de Vènus, de 48 km a la superficia de Mart e de 40 km a la superficia d'Io. La pus granda es probablament Tvashtar Paterae, a la superficia d'Io, qu'a un diamètre estimat a 290 km. En comparason, lei calderas terrèstras son lei pus pichonas dau Sistèma Solar amb de diamètres rarament superiors a 40 km son raras.

Lei mecanismes de formacion d'aquelei calderas son pas dirèctament coneguts car ges de mission foguèt mandada per estudiar la volcanologia d'aqueleis objèctes celestiaus. Pasmens, semblan similars a aqueleis observats sus Tèrra. D'efiech, lei calderas identificadas ocupan la cima de volcans bloquiers, d'estratovolcans ò de zònas d'activitat fòrça intensas assimilablas a de ponchs cauds ò a de supervolcans. Mai i a doas particularitats. La premiera es l'existéncia de calderas, sovent importantas, eissidas de l'afondrament d'un volcan aparegut après un impacte d'asteroïde. Aquelei relèus existiguèron probablament a la superficia de la Tèrra, mai son desenant dispareguts en causa de l'erosion. La segonda es l'existéncia de calderas aguent conegut plusors episòdis d'afondrament. Aquò mena a la formacion de calderas fòrça estendudas mai relativament pauc prefondas que son dichas pateras. Son la consequéncia de l'abséncia de tectonica dei placas, çò que permet la concentracion de fenomèns geologics sus un meteis ponch. Lei pateras son relativament frequentas a la superficia de Vènus(en) J. W. Head, L. S. Crumpler, J. C. Aubele, J. E. Guest e R. S.Saunders, « Venus volcanism: Classification of volcanic features and structures, associations, and global distribution from Magellan data », Journal of Geophysical Research, vol. 97, aost de 1992, e8. e d'Io(en) A. G. Davies, Volcanism on Io, Cambridge University Press, 2007, p. 291., mai d'estructuras d'aqueu tipe son egalament presentas a la superficia de Mart(en) K. L. Tanaka, D. H. Scott e R. Greeley, « Global stratigraphy », dins H. H. Kieffer, B. M. Jakosky, C. W. Snyder, M. S. Matthews (dir.), Mars, University of Arizona Press, 1992, p. 367., de Ganimèdes, de Titan(en) R. M. C. Lopes, R. L. Kirk, K. L. Mitchell, A. LeGall, J. W. Barnes, A. Hayes, J. Kargel, L. Wye, J. Radebaugh, E. R. Stofan, M. A. Janssen, C. D. Neish, S. D. Wall, C. A. Wood, J. I. Lunine e M. J.  Malaska, « Cryovolcanism on Titan: New results from Cassini RADAR and VIMS », Journal of Geophysical Research: Planets, vol. 118, n° 3, 2013, pp. 416-435. e de Triton(en) W. B. McKinnon e R. L. Kirk, « Triton », dins P. Weissman, L.-A. McFadden e T. Johnson (dir.), Encyclopedia of the Solar System, 1998, p. 418..

 Galariá fotografica 

 Calderas terrèstras 

 Calderas extraterrèstras 

 Annèxas 

 Liames intèrnes 
 Chambra volcanica.
 Cratèr volcanic.
 Erupcion volcanica.
 Geologia.
 Lac volcanic.
 Lista de calderas.
 Patera.
 Volcan.

 Bibliografia 

 (fr) Jacques-Marie Bardintzeff, Volcanologie, Dunod, 1988.
 (fr) Pierre Nehlig e Alain Gourgaud, « Caldeiras d'effondrement des stratovolcans du Massif central français », dins Histoire de la découverte géologique du Massif central français, 2019, pp. 105-110.

 Nòtas e referéncias 

Categoria:Geomorfologia volcanica