Roches

Pierre ponce



Pierre ponce: Ce spécimen montre la texture vésiculeuse mousseuse de la pierre ponce. Il a une gravité spécifique inférieure à un et flotte sur l'eau. Il mesure environ cinq centimètres (deux pouces) de diamètre.

Pierre ponce au mont St. Helens: Un flux pyroclastique contient parfois de gros morceaux de pierre ponce. Cette photographie montre un scientifique de l'USGS examinant des blocs de pierre ponce au pied d'une coulée pyroclastique au mont St. Helens. Image de Terry Leighley, Sandia Labs.

Qu'est-ce que la pierre ponce?

La pierre ponce est une roche ignée de couleur claire et extrêmement poreuse qui se forme lors des éruptions volcaniques explosives. Il est utilisé comme agrégat dans le béton léger, comme agrégat d'aménagement paysager et comme abrasif dans une variété de produits industriels et de consommation. De nombreux spécimens ont une porosité suffisamment élevée pour pouvoir flotter sur l'eau jusqu'à ce qu'ils deviennent lentement gorgés d'eau.

Carrière de pierre ponce: Photographie d'un dépôt de pierre ponce stratifié produit par des coulées pyroclastiques au mont St. Helens, Washington. Image USGS par L. Topinka.

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Comment se forme la pierre ponce?

Les espaces des pores (appelés vésicules) dans la pierre ponce sont un indice de la façon dont elle se forme. Les vésicules sont en fait des bulles de gaz qui ont été piégées dans la roche lors du refroidissement rapide d'un magma mousseux riche en gaz. Le matériau se refroidit si rapidement que les atomes dans la masse fondue ne sont pas en mesure de s'organiser en une structure cristalline. Ainsi, la pierre ponce est un verre volcanique amorphe appelé «minéraloïde».

Certains magmas contiennent plusieurs pour cent de gaz dissous en poids lorsqu'ils sont sous pression. Arrêtez-vous un instant et réfléchissez-y. Le gaz pèse très peu à la surface de la Terre, mais ces magmas sous pression peuvent contenir plusieurs pour cent de gaz en poids maintenu en solution.

Cela est similaire à la grande quantité de dioxyde de carbone dissous dans une bouteille scellée de boisson gazeuse comme la bière ou le soda. Si vous secouez le récipient, puis ouvrez immédiatement la bouteille, la libération soudaine de la pression permet au gaz de sortir de la solution et la boisson jaillit du récipient dans un désordre mousseux.

Un corps ascendant de magma, suralimenté en gaz dissous sous pression, se comporte de la même manière. Lorsque le magma traverse la surface de la Terre, la chute de pression soudaine fait sortir le gaz de la solution. C'est ce qui produit l'énorme ruée vers le gaz à haute pression de l'évent.

Cette ruée de gaz de l'évent déchiquette le magma et le souffle comme une mousse fondue. La mousse se solidifie rapidement lorsqu'elle vole dans les airs et retombe sur Terre sous forme de morceaux de pierre ponce. Les éruptions volcaniques les plus importantes peuvent éjecter plusieurs kilomètres cubes de matière. La taille de ce matériau peut aller de minuscules particules de poussière à de gros blocs de pierre ponce de la taille d'une maison.

De grandes éruptions peuvent recouvrir le paysage autour du volcan avec plus de 100 mètres de pierre ponce et lancer de la poussière et des cendres dans l'atmosphère.

Les sections ci-dessous donnent des citations de rapports de la United States Geological Survey décrivant la production de pierre ponce à deux éruptions majeures.

Éruption du pinatubo: L'éruption explosive du mont Pinatubo aux Philippines le 12 juin 1991 a éjecté plus de cinq kilomètres cubes de matière et a été classée comme une éruption VEI 5 ​​sur l'indice d'explosivité volcanique. Une grande partie de ce matériau était du lapilli de pierre ponce (voir l'image ci-dessous) qui recouvrait le paysage autour du volcan. Image USGS.

Pierre ponce de pinatubo: Des fragments de pierre ponce dacitique sont entrés en éruption par le mont Pinatubo, Philippines, lors d'une énorme éruption le 15 juin 1991. Photo de W.E. Scott, image USGS.

Gaz et pierre ponce à l'éruption de Pinatubo

La deuxième éruption volcanique la plus puissante du 20e siècle a eu lieu au mont Pinatubo en 1991. La description ci-dessous explique comment d'énormes volumes de gaz dissous ont alimenté l'éruption et comment un mille cube de cendres et de lapilli de pierre ponce a été dynamité du volcan.

"Du 7 au 12 juin, le premier magma a atteint la surface du mont Pinatubo. Parce qu'il avait perdu la majeure partie du gaz qu'il contenait sur le chemin de la surface, le magma a suinté pour former un dôme de lave mais n'a pas provoqué d'explosif. Cependant, le 12 juin, des millions de mètres cubes de magma chargé de gaz ont atteint la surface et ont explosé lors de la première éruption spectaculaire du volcan en train de se réveiller.
Quand un magma encore plus fortement chargé de gaz a atteint la surface de Pinatubo le 15 juin, le volcan a explosé dans une éruption cataclysmique qui a éjecté plus de 1 mile cube de matériau. … Une couverture de cendres volcaniques et de lapilli de pierre ponce a recouvert la campagne.
D'énormes avalanches de cendres chaudes brûlantes, de gaz et de pierre ponce ont déferlé sur les flancs du mont Pinatubo, remplissant les vallées autrefois profondes de dépôts volcaniques frais pouvant atteindre 660 pieds d'épaisseur. L'éruption a enlevé tellement de magma et de roches sous le volcan que le sommet s'est effondré pour former une grande dépression volcanique de 1,6 mile de diamètre. "1

Radeau de pierre ponce: Un "radeau" de pierre ponce légère flottant à la surface du Pacifique Sud après une éruption aux îles Tonga. Image de la NASA.

Éruption du mont Mazama (Crater Lake)

"L'éruption cataclysmique du mont Mazama il y a 7 700 ans a commencé à partir d'un seul évent sur le côté nord-est du volcan comme une colonne imposante de pierre ponce et de cendres qui a atteint environ 30 miles de haut. Les vents ont transporté les cendres à travers une grande partie du nord-ouest du Pacifique et des parties de sud du Canada. Tant de magma a éclaté que le volcan a commencé à s'effondrer sur lui-même. Au fur et à mesure que le sommet s'effondrait, des fissures circulaires se sont ouvertes autour du pic. Plus de magma a éclaté à travers ces fissures pour dévaler les pentes sous forme d'écoulements pyroclastiques. rempli les vallées autour du mont Mazama avec jusqu'à 300 pieds de pierre ponce et de cendres. Alors que plus de magma a éclaté, l'effondrement a progressé jusqu'à ce que la poussière se dépose pour révéler une dépression volcanique, appelée caldeira, de 5 miles de diamètre et d'un mile de profondeur. " 2

Radeau de pierre ponce: Vue d'un radeau de pierre ponce d'un bateau. On peut voir des vagues se déplacer sous la pierre ponce. Les radeaux peuvent flotter pendant des années jusqu'à ce que toute la pierre ponce soit gorgée d'eau et coule ou qu'elle soit dissipée par les vagues et le vent. Image USGS.

Composition de pierre ponce

La plupart des pierres ponces éclatent de magmas qui sont fortement chargés de gaz et ont une composition rhyolitique. Rarement, la pierre ponce peut éclater de magmas chargés de gaz de composition basaltique ou andésitique.

Panthéon: Une partie du béton utilisé pour construire le Panthéon par les Romains en 126 après JC était un matériau léger fait d'agrégats de pierre ponce. Photographie de Roberta Dragan, utilisée sous licence Creative Commons.

La pierre ponce a une très faible densité

Les vésicules abondantes dans la pierre ponce et les parois minces entre elles confèrent à la roche une densité très faible. Il a généralement une gravité spécifique inférieure à un, ce qui donne à la roche la possibilité de flotter sur l'eau.

De grandes quantités de pierre ponce produites par certaines îles et éruptions sous-marines flotteront à la surface et seront poussées par les vents. La pierre ponce peut flotter pendant de longues périodes - parfois des années - avant de finalement se gorger d'eau et couler. De grandes masses de pierre ponce flottante sont appelées «radeaux de pierre ponce». Ils sont suffisamment grands pour être suivis par des satellites et constituent un danger pour les navires qui les traversent (voir images). 3 4

Produits de pierre ponce: Une variété de produits de santé et de beauté contenant de la pierre ponce. Ils comprennent le fameux «savon de lave» qui nettoie les mains sales avec de minuscules morceaux d'abrasif de pierre ponce, une crème de gommage des pieds qui fonctionne comme un exfoliant pour lisser les «pieds de sandale», deux pierres ponces et une éponge avec un abrasif de pierre ponce incorporé.

Utilisations de la pierre ponce

La plus grande utilisation de la pierre ponce aux États-Unis est la production de blocs de béton légers et d'autres produits en béton légers. Lorsque ce béton est mélangé, les vésicules restent partiellement remplies d'air. Cela réduit le poids du bloc. Des blocs plus légers peuvent réduire les besoins en acier de construction d'un bâtiment ou réduire les besoins en fondations. L'air emprisonné confère également aux blocs une plus grande valeur isolante.

La deuxième utilisation la plus courante de la pierre ponce est l'aménagement paysager et l'horticulture. La pierre ponce est utilisée comme couvre-sol décoratif dans l'aménagement paysager et les jardinières. Il est utilisé comme roche drainante et conditionneur de sol dans les plantations. La pierre ponce et la scorie sont également des roches populaires utilisées comme substrats dans le jardinage hydroponique.

La pierre ponce a de nombreuses autres utilisations. Ensemble, ceux-ci représentent moins de quelques pour cent de la consommation aux États-Unis, mais ce sont les produits auxquels la plupart des gens pensent lorsqu'ils entendent le mot «pierre ponce».

Beaucoup de gens ont trouvé de petits cailloux de pierre ponce dans les poches des tout nouveaux "jeans lavés à la pierre", et presque tout le monde a vu le fameux "savon de lave" qui utilise la pierre ponce comme abrasif. Ci-dessous, nous énumérons ces utilisations et quelques-unes des autres utilisations mineures de la pierre ponce (sans ordre particulier). 5

  • un abrasif en conditionnement denim "stone stone"
  • un abrasif en barre et des savons liquides tels que "Lava Soap"
  • un abrasif dans des gommes à crayon
  • un abrasif dans les produits exfoliants pour la peau
  • un abrasif fin utilisé pour le polissage
  • un matériau de traction sur routes enneigées
  • un activateur de traction dans le caoutchouc des pneus
  • un absorbant dans la litière pour chat
  • un média filtrant à grain fin
  • une charge légère pour l'argile de poterie
Informations sur la pierre ponce
1 L'éruption cataclysmique de 1991 du mont Pinatubo, Philippines: Chris Newhall, James W. Hendley II et Peter H. Stauffer; United States Geological Survey Fact Sheet 113-97, publiée en 1997.
2 Mont Mazama et Crater Lake: croissance et destruction d'un volcan en cascade: Ed Klimasauskas, Charles Bacon et Jim Alexander; United States Geological Survey Fact Sheet 092-02, publiée en 2002.
3 Nouvelle île et radeau de pierre ponce aux Tongas: image de l'Observatoire de la Terre de la NASA, 16 novembre 2006.
4 Maritime Impacts of Volcanic Eruptions: A Guide for the Prudent Mariner, National Weather Service, Ocean Prediction Center, NOAA, site Web consulté pour la dernière fois en juin 2016.
5 Pierre ponce et pumicite: Robert D. Crangle, Jr., 2011 Minerals Yearbook, United States Geological Survey, août 2012.

Production de pierre ponce et de pumicite

La pierre ponce est produite sous deux formes: la pierre ponce et la pumicite. "Pumicite" est un nom donné à la pierre ponce à grain très fin (moins de 4 millimètres de diamètre jusqu'aux dimensions submillimétriques). Le mot peut être utilisé comme synonyme de «cendres volcaniques». Il est extrait de dépôts de cendres volcaniques, ou il peut être produit par concassage de pierre ponce.

Environ 500 000 tonnes métriques de pierre ponce et de pumicite ont été extraites aux États-Unis en 2011. La valeur totale de cette pierre ponce était d'environ 11 200 000 $, soit une moyenne d'environ 23 $ la tonne à la mine. Les États producteurs ont été, par ordre décroissant de production:

  • Oregon
  • Nevada
  • Idaho
  • Arizona
  • Californie
  • Nouveau Mexique
  • Kansas

Réticulite de pierre ponce: La réticulite est une pierre ponce basaltique dans laquelle toutes les bulles ont éclaté, laissant une structure en nid d'abeille. Photographie de J.D. Griggs, image USGS.

Pierre ponce et substituts importés

Aux États-Unis, toute la production de pierre ponce se produit à l'ouest du Mississippi. En 2011, la majeure partie de la pierre ponce destinée à la consommation dans l'est des États-Unis a été importée de Grèce.

Dans l'est des États-Unis, l'agrégat expansé, produit en chauffant des types spécifiques de schiste dans des conditions contrôlées, est utilisé comme substitut de la pierre ponce dans les agrégats légers, l'horticulture et l'aménagement paysager.


Voir la vidéo: Une île flottante de pierre ponce dérive dans le Pacifique (Mai 2021).