Les grandes éruptions volcaniques libèrent d’énormes quantités de dioxyde de soufre et de particules dans l’atmosphère qui réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace : c’est pourquoi elles peuvent temporairement refroidir la Terre. LE’Holocènel’ère géologique dans laquelle nous vivons et qui a accompagné le développement des civilisations humaines, se caractérise par des conditions climatiques relativement douces et stables ; Cependant, les archives paléoclimatiques montrent une série de phases de refroidissement brusquesdont certaines ont duré des siècles et sont associées à des avancées glaciaires majeures. Leur origine est longtemps restée incertaine, avec des hypothèses remettant en cause les variations de laactivité solaire et de circulation océanique. Pour faire la lumière sur le phénomène, une équipe de recherche dirigée par Alice Paine de l’Université de Bâle a comparé diverses archives géologiques et paléoclimatiques, y compris des traces de sulfates volcaniques conservés dans des carottes de glace extraits au Groenland et en Antarctique, la datation des dépôts éruptifs et ceux du moraines. Les chercheurs ont ainsi reconstitué le 51 éruptions majeures de l’Holocène se sont produites au nord de 20° S, pour beaucoup le long de la ceinture de feu du Pacifique, et ont comparé leur chronologie avec celle des phases d’expansion des glaciers. Le résultat de l’étude a mis en évidence une forte correspondance temporelle : plus de 80% des avancées glaciaires analysé s’est produit, dans les marges d’incertitude de la datation, à proximité d’au moins un grande éruption volcanique.
Les éruptions peuvent déclencher un refroidissement séculaire
Une éruption volcanique dure quelques jours ou quelques semaines, mais les effets de son impact sur le climat peuvent durer plusieurs générations. Le processus commence lorsque de grandes quantités de dioxyde de soufre ils atteignent la stratosphère après l’explosion et forment, par des processus d’oxydation, une couche dense de aérosol sulfate. Ces particules dispersent une partie du rayonnement solaire entrant, réduisant ainsi l’énergie thermique atteignant la surface de la Terre et provoquant un refroidissement rapide. Selon les auteurs de l’étude, cette baisse initiale de température déclencherait une sorte de réaction en chaîne dans le système atmosphère-océan-cryosphère ce qui prolongerait ses effets. En effet, le refroidissement favorise l’expansion du La banquise arctiqueaugmentant lealbédo et donc la quantité de rayonnement solaire réfléchie dans l’espace. Dans le même temps, les déséquilibres thermiques entre les deux hémisphères peuvent modifier la circulation atmosphérique et déplacer la ceinture des pluies tropicales vers le sud. Les reconstructions considérées dans l’étude indiquent également un affaiblissement de la Circulation de l’océan Atlantique. L’interaction entre la glace de mer, les océans et l’atmosphère peut ainsi déclencher une série de rétroactions climatiques capable de prolonger le refroidissement bien au-delà de la permanence des aérosols volcaniques dans l’atmosphère.
Comme l’explique Alice Paine :
Les particules de soufre ne fourniraient que l’impulsion initiale : une fois activées, les mécanismes de rétroaction du système climatique peuvent prolonger leurs effets pendant des décennies, voire des siècles, bien au-delà de la durée pendant laquelle le soufre reste en suspension dans l’atmosphère.
L’analyse statistique renforce cette interprétation. Toutes les plus grandes éruptions de l’Holocène prises en compte dans l’étude, celles de magnitude volcanique égale ou supérieure à 7relèvent de l’incertitude chronologique d’au moins une avancée glaciaire ; pour 72 % de ces éruptions, il existe également des preuves de l’avancée des glaciers dans les deux hémisphères. Les auteurs soulignent cependant que la correspondance temporelle ne démontre pas à elle seule une relation causale pour chaque événement, également en raison des incertitudes liées à la datation et de la réponse régionale différente des glaciers.
Paine souligne en outre :
Il manquait une explication solide à la durée de ces refroidissements qui a duré des décennies et des siècles. En combinant nos tests statistiques avec les reconstructions paléoclimatiques, nous sommes certains qu’il ne s’agit pas d’une simple coïncidence temporelle et que le volcanisme a été le véritable moteur de ces crises thermiques.
Que pourrait-il se passer sur une planète chaude après une éruption majeure
La découverte sert à reconstruire et à comprendre le climat du passé, tout en offrant des indications utiles pour évaluer les conséquences possibles de futures grandes éruptions. Quel serait leur impact s’ils se produisaient aujourd’hui, dans un système climatique déjà profondément modifié par réchauffement anthropique et donc très différent de celui qui a caractérisé une grande partie de l’Holocène ? Les auteurs expliquent que la réponse climatique à une éruption dépend non seulement de son ampleur et de la quantité de soufre rejetée dans la stratosphère, mais également de la latitude et de la latitude. conditions climatiques de départ. Le réchauffement climatique pourrait en effet modifier la manière dont l’atmosphère, les océans et les glaces réagissent à l’impulsion initiale provoquée par les aérosols volcaniques. Il n’est cependant pas encore clair si sur une planète plus chaude, les rétroactions identifiées dans l’étude seraient atténuées, amplifiées ou prendraient des caractéristiques différentes.
L’étude n’envisage donc pas de scénario précis, mais fournit un cadre utile pour comprendre comment les effets d’une grande éruption peuvent se propager à l’ensemble du système climatique et perdurer bien au-delà de la permanence des aérosols dans l’atmosphère. C’est précisément pour cette raison que comprendre comment ces mécanismes peuvent fonctionner dans les conditions climatiques actuelles représente encore un défi. question ouverte pour la recherche.