Les volcans et les cheminées volcaniques se présentent sous de nombreuses formes. Une cheminée volcanique est le trou par lequel le magma émerge à la surface. Les cheminées identifient le lieu de naissance du volcan et sont plus souvent grossièrement circulaires. Cependant, certaines sont de grandes failles dans le sol, appelées 'fissures'. Les volcans portent des noms particuliers qui dépendent de leur forme (ou morphologie). Les stratovolcans et les volcans boucliers sont les plus grands mais présentent plusieurs formes particulières à cause de différences dans la composition chimique du magma éruptif. Ils peuvent faire éruption de nombreuses fois au cours de milliers ou de centaines de milliers d'années; les cônes de scories, les cônes de lapilli et les maars, de plus petits volcans aux morphologies différentes, ont habituellement une vie plus courte, ne faisant éruption qu'une fois.

Figure 15. Un stratovolcan typique Le Mont Baker est un stratovolcan typique, avec des flancs abrupts et un sommet pointu. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 13.9 ko, 400 X 264, avis]

Les volcans de forme classique, comme le Mont Fuji au Japon, avec son sommet pointu et ses flancs concaves et pentus, sont l'image qui nous vient à l'esprit quand nous pensons aux stratovolcans. Les stratovolcans sont formés d'éjecta de laves visqueuses et à coulée lente (généralement de l'andésite et de la dacite) et sont fréquents dans les zones de subduction. À cause de leur viscosité, les laves ne coulent pas vite et, en général, seulement jusqu'à quelques kilomètres de la cheminée. Des éruptions explosives sont souvent associées à ces volcans. On ne trouve pas au Canada de stratovolcans comme le Mont Fuji. Plusiers volcans Canadiens ont commencé comme des stratovolcans du type du Mont Fuji, mais l'érosion par l'eau et la glace des glaciations ont détruit la forme originale de leur cône, laissant des pics irréguliers et déchiquetés. Plusieurs des volcans les plus actifs en Alaska et de ceux de la Chaîne des Cascades au sud de la frontière canado-américaine (comme le Mont Baker, Figure 15) sont des stratovolcans 'classiques'.

Figure 16. Volcans boucliers La chaîne Ilgachuz dans l'ouest de la Colombie-Britannique est un volcan bouclier vieux de plusieurs millions d'années. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 10.5 ko, 400 X 262, avis]

Les volcans boucliers n'ont pas une apparence aussi saisissante que les stratovolcans, mais ils sont souvent plus grands. Les îles hawaiiennes sont une série de grands volcans boucliers à pente douce. Ils possèdent de larges sommets et généralement des flancs concaves. La base du Mauna Loa, un volcan bouclier de l'île d'Hawaii fait plus de 80 km de diamètre. Les volcans boucliers sont formés par des éruptions répétées de laves basaltiques, habituellement pauvres en SiO2, par une cheminée commune. Ces laves fluides peuvent couler sur des dizaines voire des centaines de kilomètres. Au Canada, le Mont Edziza, au centre de la Colombie-Britannique, est un exemple de volcan bouclier dont la base est composée de plusieurs grands volcans boucliers basaltiques qui se superposent; la chaîne de llgachuz en est un autre, également au centre de la Colombie-Britannique (Figure 16), qui a éjecté des sortes particulières de magmas à faible viscosité pour former un volcan bouclier dont la lave la plus récente a coulé il y a plusieurs millions d'années.

Les caldeiras se forment lors de l'éruption simultanée de gros volumes de magma. Le grand trou laissé par l'éjection du magma s'effondre, formant une dépression ovale à la surface du globe (Figure 17, Figure 18). Ces trous apparaissent, grossièrement semblables au cratère de l'impact d'un météorite. Les éruptions de caldeiras sont les plus grandes et les plus mortelles des éruptions volcaniques. Heureusement, elles sont aussi très rares. Seulement une ou deux ont lieu par centaine de milliers d'années. Une des régions les plus actives pour ce genre d'éruption est l'ouest des États-Unis. Le Parc Yellowstone fait partie d'une caldeira de 45 km de diamètre qui s'est formée il y a 600 000 ans. Il doit bien exister quelques caldeiras enfouies sous les calottes glaciaires de volcans au Canada, y compris en Colombie-Britannique, au Mont Silverthrone au sud-ouest et au Mont Edziza dans le nord de la partie centrale.

Figure 17. Caldeira La Figure circulaire, au centre de la photographie, est la caldeira sommitale du volcan Mauna Loa à Hawaii. Les caldeiras des volcans (basaltiques) de type hawaiien sont le produit d'éruptions de lave sur les flancs du volcan, qui vident la chambre magmatique et font s'affaisser le sommet. (Photographie courtoisie du Dr Peterson) image agrandie [JPEG, 37.2 ko, 400 X 261, avis]

Figure 18. La caldeira de Las Canadas , Tenerife, îles Canaries. Au loin, on voit le mur de 350 m de hauteur et de 16 km de diamètre de la caldeira, façonné par d'énormes éruptions d'environ 100 km cube de magma, il y a entre 170 mille ans et 1,3 million d'années. Des caldeiras comme celle-ci sont si grandes qu'on ne peut les identifier que de l'espace. Les éruptions entraînent une évacuation rapide de la chambre magmatique et l'effondrement du sommet en surplomb du volcan. De telles super-éruptions ont des conséquences climatiques globales. Il y a eu peu de tels événements durant les temps géologiques récents au Canada, mais il y en a eu en Californie (Long Valley) et en Orégon (Lac Crater). (Photo M. Stasiuk (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 22.7 ko, 400 X 260, avis]

Les autres types de volcans sont généralement plus petits, mais ils imitent leurs grands cousins par leur forme sinon par leur taille. Les cônes de scories se forment autour de la cheminée, là où le magma atteint la surface; le plan en est généralement rond à ovale avec un cratère ou une dépression au sommet (Figure 19). Ils sont faits de scories qui sont des fragments de magma solidifié vacuolaire, de la taille de cendre à celle de bombes. En général, on appelle scories les petits fragments vacuolaires de la taille d'un poing (Figure 11). Quand le magma atteint la surface, le gaz en suspension à l'intérieur est libéré rapidement de la même manière que les bulles d'un breuvage gazéifié s'échappent au moment où on ouvre la bouteille. Les cônes de scories sont nombreux dans l'Ouest canadien (ex. Wells Gray et le Mont Edziza) et sont facilement accessibles dans certaines régions comme Atlin et Nazko, en Colombie-Britannique.

Figure 19. Cône de scories Le cône Eve est un jeune cône de scories, bien conservé, au Mont Edziza, Colombie-Britannique. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 20.8 ko, 400 X 261, avis]

Figure 20. Une cheminée éruptive Une cheminée éruptive basaltique au Mont Etna. Quand la lave atteint la surface, le gaz contenu à l'intérieur explose pour former une fontaine de lave, semblable à un geyser. Des morceaux de lave sont éjectés, refroidissent dans l'air et tombent autour de la cheminée pour former un cône de morceaux de lave, ou cône de scories. Une partie de la lave n'est pas fragmentée et s'écoule de la cheminée, à gauche, en coulée de lave. (Photo de S.Sparks (Université de Bristol)) image agrandie [JPEG, 14.1 ko, 400 X 252, avis]

Les maars sont des volcans formés par l'interaction violente de magma en fusion au contact d'eau souterraine. La conversion instantanée de l'eau souterraine liquide en vapeur entraîne une violente explosion qui forme un cratère entaillé dans le sol, semblable à celui de l'impact d'un météorite. On ne connaît qu'un volcan de type maar au Canada dans le parc provincial de Wells Gray, dans le centre-est de la Colombie-Britannique. Un autre type de volcan, unique par sa composition rocheuse relativement rare, est le diatrème. Un diatrème est une pipe complexe et chaotique d'un type spécial de magma à très faible viscosité (comme la kimberlite), rempli de fragments rocheux. L'éruption force la colonne de magma et de fragments de roches a monté des profondeurs de la croûte terrestre jusqu'à la surface. Des diatrèmes ou pipes de kimberlite ont été trouvés partout à travers le monde et au Canada, et tout récemment dans les Territoires du Nord-Ouest. Leur importance sur le plan économique vient du fait que les kimberlites sont la source principale de diamants de joaillerie. Les pipes de kimberlite trouvées dans les Territoires du Nord-Ouest et en Alberta feront bientôt du Canada un des producteurs mondiaux importants de diamants de joaillerie.

Un type particulier de volcan apparaît quand une éruption volcanique a lieu sous un glacier. Cela arrive couramment de nos jours en Islande et en Antarctique. Ces deux régions possèdent de grands glaciers (ou calottes glaciaires) et des volcans actifs. Cependant, aussi récemment qu'il y a 10 000 ans, la plus grande partie de l'Ouest canadien était recouverte d'épaisses couches de glace. En réalité, de très grandes parties du Canada ont été recouvertes, à de nombreuses reprises, par une épaisse calotte glaciaire durant les derniers millions d'années. En conséquence, l'Ouest canadien possède aussi, en abondance, des volcans dont les formes inhabituelles de sommet tabulaire (Figure 21) ou conique (Figure 22) sont le résultat direct d'éruptions infraglaciaires.

Figure 21. Tuya L'arête Hyalo, dans le parc provincial Wells Gray est un tuya, un volcan infraglaciaire typique au sommet tabulaire et aux flancs abrupts. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 20.2 ko, 400 X 265, avis]

Figure 22. Tertre infraglaciaire Le tuya des 3 Caribou, dans le centre nord de la Colombie-Britannique, est un tertre infraglaciaire. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 21.5 ko, 400 X 261, avis]

Un professeur de l'université de la Colombie-Britannique à Vancouver, le Dr W. H. Matthews, fut une des premières personnes dans le monde à décrire en détail ces types uniques de volcans, alors qu'il faisait des relevés cartographiques dans le nord de la Colombie-Britannique dans les années 40. Sa recherche l'entraîna à identifier une séquence d'interactions entre la croissance d'un volcan infraglaciaire et la glace qui le recouvre; c'est cette séquence qui produirait les formes caractéristiques des volcans infraglaciaires. Son hypothèse était la suivante : quand un volcan entre en éruption sous un glacier, la chaleur émise commence immédiatement à faire fondre la glace qui le recouvre (Figure 23, phase1).

Figure 23. Phases de la formation des volcans infraglaciaires Les éruptions initiales produisent des laves en coussins et de la hyaloclastite à mesure que la calotte de glace fond (phase 1). Si l'éruption s'arrête avant que le volcan n'atteigne un niveau plus élevé que l'eau environnante, il se forme un tertre infraglaciaire (phase 2b). Si l'éruption continue, une coulée de lave à l'air libre peut façonner un chapeau plat sur le volcan, lui donnant la forme classique d'un tuya (phase 3b). image agrandie [GIF, 8.5 ko, 510 X 264, avis]

L'eau de fonte refroidit rapidement la lave et produit des formes appelées 'coussins'; les agrégats de coussins forment des 'laves en coussins' (Figure 24, Figure 25). À certains endroits, les coussins se brisent et roulent en bas de la pente du volcan submergé, formant d'autres types de dépôts volcaniques qu'on apelle 'brèche en coussins' (Figure 26), 'tuf brèchique' et 'hyaloclastite' (Figure 27). On peut voir ces laves en coussins et ces autres types de dépôts volcaniques subaquatiques (formés sous l'eau) se former de nos jours à Hawaii, là où les coulées de lave plongent dans les eaux bleues cristallines du Pacifique.

Figure 24. Coussin de lave unique Coupe d'un coussin de lave unique, dans une gangue de hyaloclastite jaunâtre. Les coussins sont des morceaux de lave solide en forme de coussin, avec un bord vitrifié et des joints radiaux, dus au refroidissement. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 34.9 ko, 400 X 269, avis]

Figure 25. Piles de lave en coussins Des piles de lave en coussins se forment souvent là où de grandes coulées de lave pénètrent dans un lac ou un océan. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 39.1 ko, 253 X 390, avis]

Figure 26. Brèche en coussins On trouve souvent des fragments de lave en coussins avec de la hyaloclastite.Quand on les trouve ensemble, on appelle cela de la 'brèche en coussins'. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 43.7 ko, 400 X 262, avis]

Figure 27. Hyaloclastite La hyaloclastite est une brèche riche en verre qui se forme quand les volcans entrent en éruption sous l'eau ousous la glace. La plupart des fragments sont de la taille de lapilli ou de cendre. (Photo C.J. Hickson (Commission géologique du Canada)) image agrandie [JPEG, 36.2 ko, 400 X 264, avis]

Si le volcan n'émettait pas suffisamment de chaleur pour faire fondre la calotte de glace qui le recouvre, le seul témoin qui resterait du volcan, une fois la glace disparue, serait un monticule infraglaciaire (ex. Figure 22, Figure 23, phase 2b). Cependant, si le volcan émettait assez de chaleur pour percer la calotte glaciaire, des coulées de lave aérienne (formées à l'air libre), à l'aspect plus normal, pourraient couler au-dessus des laves en coussins et les recouvrir. Une fois que les glaciers se seraient retirés ou auraient fondus, les volcans aux flancs pentus et, en certains endroits, au sommet plat, réapparaîtraient avec leur forme caractéristique, résultat de leur enfermement dans le glacier (Figure 23, phase 3b). Le Dr Mathews appelle tuyas ces volcans infraglaciaires au sommet plat, d'après Tuya Butte, dans le nord de la Colombie-Britannique; c'est là qu'il a commencé à étudier ces formes volcaniques caractéristiques. En Islande on appelle de semblables montagnes, 'montagnes tabulaires' à cause de leur sommet plat.