Le Karthala est un jeune volcan bouclier situé au centre de Ngazidja (la Grande Comore) ; long de 30 km et large de 15 km, il s'appuie vers le Nord sur le massif de la grille par le plateau Diboini et vers le Sud sur le massif du Mbadjini qu'il recouvre sans discontinuité apparente.
Ce grand cône volcanique de 2 361 mètres d'altitude se distingue de ces deux autres massifs volcaniques non seulement par son volcanisme actuel mais aussi par sa morphogenèse et sa morphologie.
En effet, le relief du Karthala est marqué par des pentes assez fortes de 10 à 15 ° de moyenne sur le flanc ouest et de 24° à 30° sur le flanc Est. Sa topographie est hérissée de nombreux cônes égueulé de 20 à 50 mètres de haut et dont la concavité est tournée vers la mer ; ces cônes sont issus d'éruptions stromboliennes le long d'un axe subméridien.
La morphologie est également marquée de nombreuses fissures dont certaines sont radiales autour du massif et d'autres, la plupart sont d'orientation Nord/Sud à partir du sommet. A cela s'ajoutent les grandes coulées de laves historiques et actuelles qui dévalent une grande partie du massif. Ces longues saignées noirâtres à l'intérieur d'une forêt tropicale luxuriante sont parfois creusées de grottes sous laviques telles que la grotte du capitaine du Bois située vers 1 000 mètres d'altitude au pied nord du Karthala.
Le raccord de ce volcan avec la mer se fait sur des basses pentes par une concavité formant une plaine littorale surmontée à l'ouest de deux grands cônes d'hyaloclastites ( cône d'Iconi et de Mwandzaza ).
Le sommet du Karthala est creusé d'une caldeira complexe de 4 km de diamètres du Nord au Sud et de 3 km d'Est en Ouest. C'est l'un des plus grands cratères du monde.

L'activité volcanique du Karthala a toujours été l'objet de nombreuses croyances populaires. Selon une légende, un "djinn" aurait volé la bague du prophète et l'aurait jeté au sommet du Karthala ou s'ouvrit la caldeira.
En Éthiopie on prétend que c'est le trône de la reine de Saba qui fut jeté par les "djinns" dans le cratère en feu.

Cadi Umar de Mayotte écrivait vers 1865 une chronique historique: "... après la mort du prophète Salomon, des dragons de feu du monde de "djinn" se répandirent sur tous les cotés de l'île..."
Ces croyances comme tant d'autres s'expriment à la fois la crainte, l'ignorance et le respect de la population à l'égard du Karthala qui n'est rien d'autre que la manifestation de la vie interne de la Terre: un volcan. Le volcan avec les séismes sont, en effet, les seuls phénomènes géologiques de courte durée capables de libérer une énergie considérable à la surface de la Terre. Ainsi la crainte qu'éprouve la population est légitime d'autant plus que ce grand volcan est mal connu.

Il fût fréquemment actif depuis 1828, date à partir de laquelle sont répertoriées ses éruptions. Certaines d'entre elles, celles de 1883 et de 1904 ont fait des victimes et la disposition des structures émettrices du volcan rend possible l'ouverture dans les zones habitées, ce qui constitue un très grand risque pour les populations et leurs bien ( L'éruption de Singani en 1977 a détruit 566 mètres de route et 293 maisons et a fait périr des chèvres et des vaches).

L'examen au détail de cette morphologie d'ensemble révèle une origine polygénique du Karthala prouvée par des observations à caractères lithologiques et pédologiques. La forme générale du volcan est celle d'un grand cône mais celui-ci présente dans le détail des particularités importantes. Au de là de la dissymétrie est/ouest, une rupture de pente brutale ( entre 1700 et 1900 mètres) marque un replat bien net sur les pentes orientales et bien caractéristiques sur le versant Ouest au dessus de la convalescence.

Au dessus de ce replat jusqu'à 500 mètres, les pentes sont très fortes avec des valeurs comprises entre 25 et 40°; en revanche ce sont des pentes faibles de l'ordre de 10 à 15 ° allant en augmentant vers le haut, qui caractérisent le cône terminal à partir du replat.
Une autre différence significative réside dans l'intensité et les formes de l'érosion linéaire.

Le versant oriental, sous le vent et moins arrosé, possède sur les basses pentes, un réseau de Talwegs bien développé avec un ravinement intense très remarquable dans la région du Domba et au dessus de Mtsangadju ( Dimani). Sur les pentes occidentales beaucoup plus arrosées, l'individualisation de réseau hydrographique n'est pas encore bien dessiné et l'érosion est moins intense sur des coulées plus récentes et très perméables.
Il se caractérise par l'existence de plusieurs structures d'effondrements subcirculaires emboîtées les une dans les autres et formant ainsi des dépressions cratériformes. Trois d'entre elles constituent le "Shungu Shahale" ( cratère ancien) long de 1 300 mètres du Nord au Sud et large de 800 mètres. Sa profondeur varie entre 170 et 300 mètres, ses parois sont sub-verticales et entaillent une succession de couches de basaltes et de scories.

Son fond est généralement plat mais il est couvert de blocs d'éboulis et de laves qui enserrent un petit cône de cendres.
A 500 mètres au Nord, une autre dépression constitue le "Shungu Sha Nyumeni", Petit cratère de forme circulaire de 250 à 350 mètres de diamètre. Ses paroi sud-ouest est coupée dans des scories et porte à sa base un ensemble de trois fumerolles importantes de 30 mètre de haut, constituées essentiellement de vapeur d'eau et bordées de soufre. Sa profondeur diminue progressivement, elle était de 150 mètres en 1936, 60 mètres en 1952 et 5 mètres en 1980.
La formation de ce jeune cratère est de l'avis de plusieurs chercheurs en particulier A. Lacroix, liée à l'éruption explosive de 1918.
La caldeira dans son ensemble est souvent le siège d'éruptions explosives mais son origine est la série d'effondrements successifs emboîtés dans la colonne du magma, ce qui est classique dans la plupart des volcans hawaïens; c'est là ou la montée du magma est la plus aisée et la plus vigoureuse ou celle-ci par forte pression verticale engendre un réservoir de magma superficiel générateur des dépressions sommitales.
Ce volcan fût exploré pour la première fois par le Dr Kresten en 1883 mais les connaissances sur l'histoire, la structure, la géologie, la géophysique et le contexte géodynamique de l'île sont très fragmentaires.
Il a pourtant deux intérêts certains: d'une part il recèle un potentiel géothermique considérable et exploitable pour l'énergie électrique et d'autre part il présente après le volcan de Hawaii, de la Réunion et d'autres îles volcaniques un exemple de volcan intraplaque océanique susceptible d'apporter des nouvelles connaissances sur ce type de volcanisme.
Actuellement seuls des critères morphologiques et pétrologiques permettent de s'en faire une idée grâce aux travaux du professeur J. Coudray, de P. Bachelery réalisés dans le cadre d'une série de missions d'étude sur le Karthala et ayant débouché sur l'installation d'un réseau de surveillance de ce grand volcan. Ces travaux viennent compléter ceux de A. Lacroix ( 1916 et 1922), Saint Ours (1958), Battistini ( 1967), Esson et Al (1974) et M. Kraft (1983).
Par ailleurs, St-Ours dans sa thèse (1958) a mis en évidence l'originalité dans la lithologie que dans l'évolution des sols des basses pentes sudorientales du Karthala par rapport au reste du massif. Les dernières recherches faites en collaboration avec J.Coudray et P. Bachery confirment cette constatation par une datation à moins 130 000 ans et plus ou moins 20 000 ans.
On trouve en effet le long du littoral sud-ouest des ankaramites avec l'augite en gros cristaux automorphes, de l'olivine et des basaltes porphyriques à plagioclase, par opposition aux basaltes labradoritimques et andessitiques qui caractérisent les coulées récentes. Ces roches sont caractéristiques d'une phase ancienne dans la construction volcanique du Karthala.
En effet, elles sont profondément altérées en argiles rouges qui jouent le rôle de couches imperméables alors que les coulées récentes très poreuses sont perméables. L'étude du paléorelief enfoui sous les coulée récentes présentent un réel intérêt pour l'alimentation en eau. D'ailleurs la présence d'une nappe captable dans la région du Mbajini et du Dimani.