En janvier de cette année, un volcan sous-marin aux Tonga a produit une éruption massive, la plus importante jusqu’à présent au cours de ce siècle. Le mélange de matériaux volcaniques chauds et d’eau froide de l’océan a créé une explosion qui a envoyé une onde de choc atmosphérique autour de la planète et déclenché un tsunami qui a dévasté les communautés locales et atteint le Japon. La seule partie du bord du cratère qui dépassait de l’eau a rétréci et s’est séparée en deux îles. Un panache de matière a été lancé directement à travers la stratosphère et dans la mésosphère, à plus de 50 km au-dessus de la surface de la Terre.
Nous avons soigneusement analysé plusieurs éruptions volcaniques passées et étudié leur influence sur le climat. Mais toutes ces éruptions (en particulier celle du mont Pinatubo) provenaient de volcans terrestres. Hunga Tonga est peut-être la plus grande éruption que nous ayons jamais documentée sous l’eau, et la colonne d’éruption contenait des quantités inhabituelles de vapeur d’eau, à tel point qu’elle a effectivement interféré avec les observations par satellite à certaines longueurs d’onde. Maintenant, les chercheurs ont utilisé les données des ballons météorologiques pour reconstruire le panache et suivre sa progression au cours de deux circuits autour du monde.
La flèche rencontre le ballon
Son mot de vocabulaire pour la journée est radiosonde, qui est un petit ensemble d’instruments et un émetteur qu’un ballon météorologique peut transporter dans l’atmosphère. Il existe des réseaux de sites où des radiosondes sont lancées dans le cadre des services de prévision météorologique ; les plus pertinentes pour Hunga Tonga se trouvent aux Fidji et dans l’est de l’Australie. Un ballon des Fidji a été le premier à transporter des instruments vers la colonne d’éruption, moins de 24 heures après l’explosion de Hunga Tonga.
Cette radiosonde a vu augmenter les niveaux d’eau à mesure qu’elle montait dans la stratosphère de 19 à 28 kilomètres d’altitude. Les niveaux d’eau avaient atteint le niveau le plus élevé jamais mesuré au sommet de cette plage lorsque le ballon a éclaté, mettant fin aux mesures. Mais peu de temps après, le panache a commencé à apparaître le long de la côte est de l’Australie, qui a de nouveau enregistré des niveaux très élevés de vapeur d’eau. Encore une fois, l’eau a atteint 28 km d’altitude, mais s’est progressivement stabilisée à des hauteurs plus basses au cours des 24 heures suivantes.
Ce qui était surprenant, c’était combien il y en avait. Par rapport aux niveaux de fond normaux de vapeur d’eau stratosphérique, ces radiosondes ont enregistré 580 fois plus d’eau même deux jours après l’éruption, après que le panache ait eu le temps de se propager.
Il y en avait tellement là-bas qu’il se démarquait encore lorsque le panache de fumée dérivait au-dessus de l’Amérique du Sud. Les chercheurs ont pu le suivre pendant un total de six semaines, le suivant alors qu’il se propageait alors qu’il faisait deux fois le tour de la Terre. En utilisant certaines de ces lectures, les chercheurs ont estimé le volume total de la colonne de vapeur d’eau, puis ont utilisé les niveaux d’eau présents pour arriver à la quantité totale d’eau introduite dans la stratosphère par l’éruption.
Ils ont atteint 50 milliards de kilogrammes. Et c’est une estimation basse, car, comme mentionné ci-dessus, il y avait encore de l’eau au-dessus des altitudes où certaines des mesures se sont arrêtées.
pas comme les autres
Des éruptions comme le mont Pinatubo crachent de nombreux aérosols réfléchissants de dioxyde de soufre dans la stratosphère, et ceux-ci réfléchissent la lumière du soleil dans l’espace. Cela a eu pour effet net de refroidir les températures de surface pendant des années immédiatement après l’éruption, bien que le matériau se soit progressivement retiré dans l’atmosphère, provoquant une atténuation de l’impact sur plusieurs années. Au moins immédiatement après, Hunga Tonga ne semble pas avoir produit un effet similaire.
Au lieu de cela, la vapeur d’eau a agi comme un gaz à effet de serre, comme prévu. Cela signifiait que l’énergie était absorbée par la région inférieure de la colonne d’éruption, laissant les parties supérieures plus froides d’environ 2 Kelvin.
Les chercheurs soupçonnent que l’énorme quantité d’eau contenue dans l’éruption a empêché une grande partie du dioxyde de soufre d’atteindre la stratosphère. Et le matériau qui a atteint la hauteur a probablement été lavé plus rapidement. Les chercheurs soupçonnent également que les changements dans la chimie stratosphérique peuvent influencer la quantité d’ozone présente là-bas, mais cela peut nécessiter une surveillance à plus long terme pour être résolu.
Dans l’ensemble, l’essentiel semble être que cela fait vraiment une grande différence lorsqu’une éruption sous-marine se produit. Les éruptions comme Hunga Tonga vont être rares par rapport aux éruptions terrestres, car l’éruption doit avoir lieu dans des eaux relativement peu profondes pour faire exploser des matériaux dans la stratosphère. Mais lorsqu’ils se produisent, il semble que tout, de la chimie atmosphérique aux impacts climatiques, est susceptible d’être différent.
les sciences2022. DOI : 10.1126/science.abq2299 (À propos des DOI).