Lac d'acide

Lac acide

Un lac acide est un lac d'origine volcanique de composition acide et dont la température de l'eau est fréquemment élevée, situé dans un cratère d'un volcan en activité. Souvent des algues bleues (cyanobactéries) colorent les eaux acides de ce lac en bleu turquoise. Ce type de manifestation se retrouve autant dans les cratères de volcans type effusif qu’explosif. Le lac acide connaît une très forte concentration d'acide sulfurique.

Lac acide du Kawah Ijen, Indonésie.

Origine

Lac acide du Poás, Costa Rica.

Les lacs acides ne se forment pas de la même manière que les maars.

Le lac acide se forme avec l'accumulation des eaux de pluies ou de la neige dans le cratère. Les eaux sont contaminées par les gaz toxiques émanant des fumerolles et sources chaudes qui percolent le fond du cratère, ce qui rend le lac acide et chaud avec une haute teneur en soufre.

Les lacs acides sont des phénomènes extrêmement rares. La plupart du temps, le fond d'un cratère volcanique est trop poreux pour laisser l'eau stagner à l'intérieur de celui-ci. Mais lorsque les bords du volcan sont riches en matière argileuse (anciens matériaux volcaniques décomposés par l'acide des fumerolles), cette même « argile » fond à cause de la chaleur des fumerolles environnantes et se retrouve au fond du cratère. Celle-ci bouche les trous et les fissures des solfatares, permettant à l'eau de pluie de s'engouffrer dans le volcan. Mais les fumerolles, toujours actives, peuvent percer facilement la couche d'argile et faire remonter des bulles gazeuses et soufrées qui rendent acides les eaux stagnantes. N'étant reliée à aucun courant ni à aucun ruisseau, l'eau reste dans le cratère et continue à s'acidifier, parfois jusqu'à atteindre un pH proche de 0.

Ce phénomène peut se former dans tous les types de volcans, bien que les lacs acides aient plus tendance à se former dans des cratères riches en pouzzolanes, lapillis ou cendres, qui se décomposent mieux que les matériaux volcaniques plus rigides, comme les pierres basaltiques.

Il existe des cas de lacs acides qui ont perdu leur forte acidité après l'arrêt d'activité du volcan. C'est le cas par exemple du célèbre volcan Pinatubo : après la terrible éruption explosive de celui-ci, en 1991, le cratère du volcan fut comblé par un lac du cratère, après des fortes précipitations. Alors très chaud et très acide, ce lac perdit progressivement sa corrosivité au fil des années, jusqu’à devenir aujourd'hui un lac d'acidité et de température normale.

Géologie

Lac acide d'Irazú, Costa Rica.

Ce genre de lac volcanique est principalement composé d'eau enrichie d'acide sulfurique, mais d'autres acides, comme l'acide chlorhydrique, y sont compris. Par conséquent, l'eau de ces lacs est très acide (pH allant de 4 à moins de 1) et souvent très chaude (de 30 °C à 85 °C). Le lac du cratère a une activité presque nulle, hormis de rares remontées gazeuses dans la cheminée qui relie le lac à la chambre magmatique et des vaguelettes dues au courant. L'absence d'êtres vivants mobiles dans le lac le rend quasi-stagnant. Toutefois certains lacs acides possèdent une activité geyserienne cyclique importante, tel le Poás. Seules les cyanobactéries (algues bleues) peuvent survivre et se reproduire dans ce milieu. Un lac acide peut être accompagné de solfatares, fumerolles en activité, généralement aux alentours de celui-ci. Un volcan, sans activité, même pourvu d'un lac de cratère, ne peut posséder de lac acide. Plus le lac est chaud et acide, plus l'activité du volcan augmente. Une très grande activité peut entraîner une éruption. De surcroît, cela peut provoquer l'évaporation du lac. Les conséquences peuvent être désastreuses : Des retombées de pluies d'eaux acides et de cendres peuvent retomber à des kilomètres à la ronde, pouvant endommager habitations et cultures, comme ce fut le cas avec le Karthala en 2005.

Géographie

Lac acide de White Island, Nouvelle-Zélande.

Lacs de sulfure de mercure sur le volcan Inielika, Florès.

Les lacs acides se trouvent dans presque tous les cratères volcaniques actifs et les caldeiras dans le monde :

• on en trouve en grande quantité dans les volcans de d'Amérique centrale, dont Poás et Irazú ;
• certains volcans de la vallée du grand rift, en possèdent ;
• beaucoup de volcans de la ceinture de Feu : Kamtchatka, Java (Ijen) en possèdent ;
• des volcans très actifs en Islande en possèdent aussi.

Les lacs acides ne sont pas éternels : après une éruption, un lac acide peu se vaporiser et laisser place un gouffre de lave basaltique : ce fut le cas pour le volcan bouclier Karthala, cratère volcanique géant des îles Comores : ce vaste cratère volcanique avait été longtemps comblé par un lac acide : après une importante éruption, le 18 avril 2005, ce volcan est devenu aujourd'hui un énorme puits de lave basaltique en fusion comparable à l'Erta Ale.

Les lacs acides ont généralement une durée de vie allant de quelque mois à plus d'une dizaine d'année. Seuls les lacs acides les plus grands, comme ceux du Kawah Ijen ou du Voui, peuvent durer au-delà de ces dates.

Coloration

La couleur du lac est fonction de l'acidité, de la teneur en composants minéraux et concentration en algues bleues :

• si le lac est bleu turquoise, cela est du aux algues bleues ayant colonisées les eaux acides. Plus la concentration est élevée, plus le bleu est soutenu.
• si le lac est vert, ce n'est pas seulement dû aux cyanobactéries, mais aussi à l'acidité : une eau plus verte a une concentration plus élevée en acide sulfurique ;
• si le lac est brun, c'est parce que des minéraux et des sédiments affluent en grande quantité à la surface en masquant la couleur des bactéries. De la même manière, un lac acide apparait gris lorsque les argiles sedimentaires remontent vers la surface.

Certaines sources chaudes adoptent une coloration bleu clair, non pas à cause de la présence d'organismes thermophiles, comme dans les lacs acides, mais parce que des particules de silice reste en suspension dans l'eau, reflétant cette couleur bleutée.

Lacs acides célèbres

• Poás : le lac le plus acide du monde (pH=0) ^[1]
• Ijen, le plus grand lac acide du monde (plus d'un kilomètre de diamètre) le deuxième lac le plus acide du monde (pH=0,2 environ) après le Poas, et le lac acide avec la plus grande concentration de soufre au monde (10 tonnes de soufre rejeté par jour sur les berges du lac, soit plus de 3640 tonnes de soufre par an)^[2].
• Le lac Ambae, appelé aussi cratère Voui, sur l'île d'Aoba, à Vanuatu : le deuxième plus grand lac acide du monde. (pH=2)^{[réf. souhaitée]}
• Furna do Enxofre, un lac acide dans une grotte d'origine volcanique sur l'île de Graciosa aux Açores.
• Les lacs du volcan Kelimutu, sur l'île de Florès en Indonésie, sont trois lacs distincts, en forme de trèfle à trois feuilles, très proches les uns des autres, ayant pour particularités d'avoir des couleurs propres à chaque lac, et chaque lac changeant de couleur avec le temps, dans des périodes courtes (quelques mois à quelques années). Les couleurs en 2003, étaient respectivement turquoise, vert et rouge mais depuis le lac rouge serait devenu noir puis turquoise.
• Les lacs de mercure sur les flans du volcan Inielika, dans la province de Bajawa, toujours sur l'île de Florès, apparaissent après un épisode pluvieux, et se teintent en une couleur rouge sang remarquable. Ces « lacs de mercure » sont composés de sulfure de mercure qui proviennent de fumerolles volcaniques se chargeant d'éléments contenus dans le terrain. Après la pluie les lacs finissent par disparaître mais on reconnaît facilement les anciens lacs à leur lit de boue et surtout aux arbres morts que l'on trouve tout autour. La vie végétale semble inexistante dans ces zones.

Autres phénomènes paravolcaniques apparentés

Dans des sites d'activité volcaniques accrue, certaines sources chaudes de haute température peuvent, à l'instar des lacs d'acides, contenir des concentrations élevées d'acides sulfuriques et chlorhydriques. Bien qu'il ne s'agisse pas réellement de lacs acides, puisque ne comblant pas de cratères volcaniques et ne s'étant formés non pas comme des lacs acides, mais comme des sources chaudes. C'est le cas de certaines sources chaudes et fumerolles au Yellowstone ou au Parc national de Lassen Volcanic. Un autre site bien connu pour ces phénomènes paravolcaniques de grande acidité est le volcan Dallol; le site possède des vasques formés par des hautes concentrations salines et remplies d'acide sulfurique, pour la plupart en état de stagnation depuis des dizaines d'années.

Le Sulphur Caldron au Yellowstone est un exemple de phénomène paravolcanique acide.

Le volcan Dallol possède des phénomènes paravolcaniques de forte acidité.

Galerie

Lac acide du mont Katmai, Alaska

Lac acide du Pinatubo, aujourd'hui redevenu d'acidité normale.

Lac acide du mont Douglas, Alaska

Cratère acide du Taal, aujourd'hui, le lac de ce cratère est d'acidité normale.

Notes et références

1. ↑ (en) Le volcan Poás
2. ↑ (en) Le volcan Ijen

Voir aussi

• Lac de cratère
• Ijen
• Pinatubo
• Poás
• Irazú
• Fumerolle

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