Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse
Comment des éruptions volcaniques ont bouleversé l'équilibre du climat
Bern (ots)
De longues et mystérieuses périodes froides ont marqué les derniers millénaires. D'après les données croisées sur l'activité volcanique et la croissance des glaciers, des éruptions ont déstabilisé le climat pendant des siècles.
Depuis quelque 12 000 ans, la Terre connaît l'Holocène, une période plus chaude après une glaciation. Cette époque a toutefois été émaillée par environ 22 périodes plus froides qui ont commencé brusquement, ont parfois duré plusieurs siècles et se sont traduites par une avancée des glaciers.
" Jusqu'ici, aucune explication convaincante n'avait été avancée pour ce phénomène. On avait l'impression qu'il manquait toujours quelque chose ", déclare Alice Paine, de l'Université de Bâle, qui a reçu un financement du FNS. Parmi les hypothèses envisagées, on citait notamment l'influence des icebergs dérivant vers le Sud, les fluctuations de l'activité solaire ou les modifications des courants marins.
Avec une équipe internationale, cette postdoctorante s'en penchée plus avant sur une autre idée : l'activité volcanique. L'étude*, publiée dans le journal Nature Communications, démontre que les éruptions ont très probablement déclenché ces longues périodes froides. Les chercheur·euses expliquent aussi le mécanisme sous-jacent de manière convaincante.
Des éruptions volcaniques accompagnées par une croissance des glaciers
L'équipe a combiné des sources très variées pour réunir toutes les informations sur les éruptions volcaniques importantes de l'Holocène. Cela correspond à 51 éruptions, dont beaucoup se situaient dans le Pacifique Ouest, sur ce que l'on appelle la ceinture de feu du Pacifique. De nombreux volcans actifs se trouvent dans cette région : en effet, des plaques tectoniques s'y rencontrent et coulissent les unes sur les autres, ce qui peut causer de fortes éruptions explosives.
Des carottes de glace de l'Arctique et de l'Antarctique et la datation de matière organique emprisonnée dans des dépôts de cendres ont permis de situer ces événements dans le temps de manière extrêmement précise. La roche volcanique, qui a été re-datée, a fourni des données complémentaires.
Les chercheur·euses ont ensuite mis ces informations en relation avec le début des longues périodes froides pendant l'Holocène. Ces périodes ont principalement été datées par le biais de données sur l'expansion maximale des glaciers. Dans ce cadre, l'équipe a analysé des moraines, des roches qui contribuent à l'avancée des langues de glace.
Le résultat ? Plus de quatre-vingts pourcents des expansions de glaciers étaient concomitants avec une éruption volcanique au moins. " Après avoir combiné les résultats de notre analyse statistique avec des reconstitutions paléoclimatiques existantes, nous avons la conviction que cela n'est pas un hasard. De plus, l'analyse réunit aussi toutes les données accumulées concernant les mécanismes sous-jacents ", indique Alice Paine.
Des températures perturbées
D'après ces données, une éruption volcanique destabilise parfois tellement l'équilibre énergétique de la Terre que le climat planétaire change : l'éruption projette dans l'atmosphère des particules de souffre qui reflètent la lumière du soleil. Par conséquent, la surface de la Terre se refroidit dans l'hémisphère nord.
La glace de mer arctique avance, et l'océan transmet alors moins de chaleur à l'atmosphère. Cela modifie le parcours des courants marins. Une zone pluvieuse de basse pression située autour de l'Équateur se déplace vers le Sud, et la zone froide s'étend.
" Tous ces effets se renforcent mutuellement, avec un effet boule de neige ", explique Alice Paine. Au bout d'un certain temps, il fait assez froid pour que les glaciers commencent à avancer, en particulier en altitude, comme en Suisse.
Certaines conditions doivent toutefois être réunies pour cela. Par exemple, si l'éruption volcanique n'est pas assez forte, les particules de souffre n'atteignent pas la haute atmosphère. À l'inverse, si elle est trop intense, la colonne de poussière peut s'effondrer sous son propre poids, et la quantité de souffre qui atteint alors la haute atmosphère est relativement limitée.
Alice Paine souligne qu'il ne faut pas confondre ce phénomène avec celui de " l'année sans été " en 1816. À l'époque, l'éruption du volcan Tambora, dans ce qui est aujourd'hui l'Indonésie, avait causé une baisse de température de plusieurs degrés, ce qui s'était traduit par de mauvaises récoltes et des famines aux quatre coins du monde. Cela dit, ce phénomène n'avait duré qu'une année et s'était arrêté lorsque les particules de poussière avaient disparu de l'atmosphère.
Selon la chercheuse, les périodes froides plus longues sont d'une autre nature : " Les particules de souffre se contentent de lancer l'effet boule de neige, mais les conséquences sur le système terrestre persistent pendant des décennies, voire des siècles, bien après la disparition des particules de l'atmosphère ".
Des pronostics difficiles
Une grande question se pose : une telle période froide déclenchée par l'activité volcanique pourrait-elle aussi survenir dans un avenir proche ? " Dans le cadre des événements que nous avons étudiés, le climat était dans un état qu'on pourrait qualifier de naturel ", rappelle la chercheuse, et d'ajouter qu'il se trouve maintenant dans une situation inédite en raison des activités humaines.
D'après certains chercheur·euses, le climat pourrait basculer beaucoup plus facilement aujourd'hui à la suite d'événements tels que des éruptions volcaniques. D'autres estiment au contraire qu'une éruption ne serait qu'une goutte d'eau dans l'océan à notre époque, au vu des changements massifs qui sont à l'oeuvre dans l'atmosphère. " Plus notre climat évolue, plus les processus deviennent complexes ", analyse Alice Paine. " Nos connaissances sont encore très lacunaires dans ce domaine. "
Le texte de cette news et de plus amples informations sont disponibles sur le site Internet du Fonds national suisse.
Contact:
Alice R. Paine
Departement Umweltwissenschaften
Universität Basel
Bernoullistrasse 32
4056 Bâle
Tél. : +41 61 207 2880
E-mail : alice.paine@unibas.ch