Département des sciences de la Terre
Les îles du milieu de l’océan comme Hawaï, les Galápagos, la Réunion ou les Bermudes sont formées par du basalte, le plus basique et le plus fluide, moins visqueux de tous les types de laves communes. Du point de vue géochimique, on peut distinguer différents types de basaltes (tholéiite, alcalin, etc.), mais le basalte en général a une composition chimique très différente de celle des laves qui font éruption des volcans continentaux et est beaucoup plus fluide ; par conséquent, les gaz s’échappent facilement de ces laves. Par conséquent, lorsque les coulées de lave s’accumulent pour produire un cône volcanique, les édifices basaltiques ont généralement des pentes à faible angle. On les appelle alors des volcans boucliers. Les profils des volcans boucliers ressemblent à celui du bouclier d’un guerrier romain ayant un relief en pente douce, convexe vers le haut.
Les volcans boucliers sont le plus grand type de volcan connu dans le système solaire. Olympus Mons sur Mars est la plus grande montagne du système solaire, s’élevant à 24 km au-dessus de la plaine environnante, ayant une base qui fait plus de 500 km de diamètre, et bordée d’une falaise de 6 km de haut. Le plus grand volcan-bouclier de la Terre est le Mauna Loa, situé sur la Grande île des îles Hawaï. Le Mauna Loa s’élève à 4169 m au-dessus du niveau de la mer et à 8 km au-dessus du fond de l’océan, plus un km supplémentaire dû à la charge de la lithosphère océanique par l’énorme charge. Le Volcán Wolf de l’île Isabela, d’une hauteur de 1710 m, est le plus haut volcan des îles Galápagos. Le Volcán Wolf, comme tous les autres volcans des Galápagos, n’apparaît que partiellement au-dessus du niveau de la mer, tandis que les trois kilomètres les plus bas au-dessus de sa base sont recouverts par l’océan.
Les volcans boucliers sont constitués en grande partie de fines coulées de lave, avec des couches pyroclastiques mineures (principalement des cendres). Leurs pentes subaériennes (au-dessus du niveau de la mer) sont le plus souvent de 4 à 8 degrés, avec des caldeiras sommitales aux parois abruptes et aussi des cratères de fosse (sinkholes) dont la forme est similaire à celle des caldeiras mais beaucoup plus petite. Les pentes douces sont le résultat de la faible viscosité de la lave, qui permet aux laves de s’écouler rapidement et loin. Les coulées de lave (pahoehoe et aa) commencent généralement leur parcours à partir des évents et des fissures des flancs plutôt qu’à partir du sommet. Ces évents de flancs sont le résultat de l’élargissement et/ou de l’affaissement du volcan. Les éruptions et les coulées de lave se produisent également le long de zones de rift colinéaires, qui peuvent s’étendre très loin du sommet. Les éruptions sont concentrées dans les zones de rift actives. Les zones de rift sont des caractéristiques morphologiques linéaires et allongées, qui représentent des fractures dans un volcan qui rayonnent à partir du cratère sommital. Ce sont des zones de faiblesse à l’intérieur d’un volcan dans lesquelles le magma peut facilement se déplacer. Cela provoque des éruptions fréquentes le long de ces zones qui continuent de s’élargir au fil du temps en raison de l’écoulement du magma dans ces zones. Les complexes de dykes (manifestation souterraine des fissures éruptives) sous-tendent souvent les zones de caldeira et de rift. Certains volcans boucliers des Galápagos présentent une zone de rift circonférentielle autour du bord de la caldeira, ce qui a pour conséquence que leurs boucliers culminent en dômes abrupts, en caldeiras sommitales profondes et en essaims de dykes radiaux.