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Posté par Adrien le Mardi 01/09/2015 à 12:00
Quantifier l'impact des éruptions volcaniques sur le climat
Les grandes éruptions volcaniques éjectent dans la stratosphère des quantités considérables de soufre qui, après conversion en aérosols, bloquent une partie du rayonnement solaire et tendent à refroidir la surface de la Terre pendant quelques années. Une équipe internationale de chercheurs vient de mettre au point (Graphie) une méthode, présentée dans la revue Nature Geoscience, pour mesurer et simuler avec précision le refroidissement induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir...).


Panache plinien de l'éruption du Sarychev (Russie) le 12 juin 2009. @ NASA
L'éruption du volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et l'empilement de matériaux issus de la montée d'un magma sous forme de...) Pinatubo, survenue en juin 1991 et considérée comme la plus importante du XXe siècle, a injecté 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) dans la stratosphère et provoqué un refroidissement global moyen de 0,4°C.

Pour quantifier le refroidissement temporaire induit par les grandes éruptions de magnitude supérieure à celle du Mont Pinatubo survenues ces 1 500 dernières années, les scientifiques ont généralement recours à deux approches: la dendroclimatologie, basée sur l'analyse des cernes de croissance des arbres, et la simulation numérique en réponse à l'effet des particules volcaniques. Mais jusqu'à maintenant ces deux approches fournissaient des résultats assez contradictoires, ce qui ne permettait pas de déterminer avec précision l'impact des grandes éruptions volcaniques sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...). Les refroidissements simulés par les modèles de climat étaient en effet deux à quatre fois plus importants et duraient plus longtemps que ce que les reconstitutions dendroclimatiques établissaient. Les écarts entre ces deux approches ont même conduit certains géophysiciens à douter de la capacité des cernes de croissance d'arbres à enregistrer les impacts climatiques des grandes éruptions volcaniques passées et à remettre en cause la capacité des modèles à les simuler fidèlement.

Réconcilier les deux approches

Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE), de l'IRD), du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), du CEA, de l'Université de Berne, de l'Université de Western Ontario et de Université de Cambridge sont parvenus à réconcilier les deux approches et à proposer une méthode capable d'estimer avec précision les effets que pourraient avoir les futures éruptions de forte magnitude sur le climat, pour ensuite mieux anticiper leurs impacts sur nos sociétés.

Dans cette équipe pluridisciplinaire, les dendrochronologues ont réalisé une nouvelle reconstitution des températures estivales de l'hémisphère nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) pour les 1 500 dernières années. Ils ont analysé la largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus petite des deux mesures d'un rectangle,...) mais surtout la densité de cernes d'arbres, qui est très sensible aux variations de température et qui avait été négligée par le passé.

Les données ont été récoltées à travers tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'hémisphère nord, de la Scandinavie (La Scandinavie est une région située dans le Nord de l'Europe. Elle comprend, au sens le plus strict, la Norvège et la Suède, qui se partagent la péninsule de Scandinavie. Au sens le plus courant, on ajoute le Danemark,...) à la Sibérie, en passant par le Québec, l'Alaska, les Alpes et les Pyrénées. Toutes les éruptions majeures ont ainsi été clairement détectées dans cette reconstitution. Les résultats ont montré que l'année qui suit une grande éruption est caractérisée par un refroidissement plus prononcé que celui observé dans les reconstitutions précédentes. Ces refroidissements ne semblent toutefois pas persister plus de trois ans à l'échelle hémisphérique.

Les physiciens du climat ont, quant à eux, calculé le refroidissement engendré par les deux plus grandes éruptions du dernier millénaire, les éruptions du Samalas et du Tambora, toutes deux survenues en Indonésie en 1257 et 1815 respectivement, à l'aide d'un modèle climatique sophistiqué. Ce modèle prend en compte la localisation des volcans, la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe...) de l'éruption et la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) d'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) du dioxyde de soufre et intègre un module microphysique capable de simuler le cycle de vie (La vie est le nom donné :) des aérosols volcaniques depuis leur formation, suite à l'oxydation du dioxyde de soufre, jusqu'à leur sédimentation et élimination de l'atmosphère. "Cette approche inhabituelle permet de simuler de façon réaliste la taille des particules d'aérosols volcaniques et leur espérance de vie dans l'atmosphère, ce qui conditionne directement l'ampleur et la persistance ( Persistance (statistiques) Persistance (informatique) en peinture : La Persistance de la mémoire (1931) en médecine : la...) du refroidissement provoqué par l'éruption", explique Markus Stoffel, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner...) à l'UNIGE. Ces nouvelles simulations montrent que les perturbations des échanges de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.), dues à l'activité volcanique, étaient largement surestimées dans les simulations précédentes, utilisées dans le dernier rapport du GIEC (Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat).

Pour la première fois, les résultats produits par les reconstitutions et les modèles climatiques convergent ( en astronautique, convergent en mathématiques, suite convergente série convergente ) quant à l'intensité du refroidissement et démontrent que les éruptions de Tambora et du Samalas ont induit, à l'échelle de l'hémisphère nord, un refroidissement moyen oscillant entre 0,8 et 1,3°C pendant les étés 1258 et 1816. Les deux approches s'accordent également sur la persistance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils...) de ce refroidissement évaluée à deux-trois ans. Ces résultats ouvrent la voie à une meilleure évaluation du rôle du volcanisme dans l'évolution du climat.

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Source: CNRS-INSU
 
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