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L’impact climatique des volcans extra-tropicaux serait plus important qu’envisagé

Crédits : Pxhere.

Les éruptions volcaniques explosives de grande ampleur ont un effet considérable sur le climat. Toutefois, les scientifiques ont généralement considéré que c’est lorsqu’elles surviennent dans les tropiques qu’elles ont l’impact le plus important. Cette assertion a récemment été remise en question dans une étude parue le 28 janvier dernier. 

Il est bien connu que les éruptions explosives de grande ampleur ont un impact substantiel sur la machine climatique. Elles provoquent notamment un refroidissement des températures en surface via l’injection de dioxyde de soufre (SO2) dans la stratosphère. Cela conduit à une augmentation de la quantité d’aérosols sulfatés qui s’y trouvent. Lesquels sont de très bons réflecteurs du rayonnement solaire.

En conséquence, moins d’énergie atteint les basses couches de l’atmosphère, ce qui conduit à un abaissement ponctuel des températures. Par exemple, l’année suivant l’éruption du Mont Pinatubo (1991), la température moyenne globale s’est abaissée d’environ 0,5 °C.

Une hypothèse généralement admise par les scientifiques stipule qu’à intensité égale, l’impact climatique d’une éruption explosive est plus important si elle a lieu au niveau des tropiques. Elle repose sur le fait suivant. Si les aérosols sulfatés sont formés dans la stratosphère tropicale, ils vont se répandre autour du globe et rester en suspension plus longtemps. Ceci grâce à la circulation particulière des vents à ces altitudes. Ainsi, l’effet sur le rayonnement solaire et donc sur le climat sera plus marqué.

Pourtant, les reconstructions de l’activité volcanique sur les derniers 2500 ans suggèrent autre chose. Lorsque d’importantes éruptions extra-tropicales se sont produites, elles ont été suivies d’un  net refroidissement à grande échelle. On citera par exemple l’événement catastrophique de l’an 536. Cela rentre à l’évidence en contradiction avec l’hypothèse exposée précédemment.

Crédit : Wikilmages/Pixabay

« Les éruptions extra-tropicales sont plus efficaces en termes de refroidissement hémisphérique »

Pour éclaircir la question, des chercheurs ont réévalué l’ampleur du forçage climatique des éruptions extra-tropicales par rapport à celui des éruptions tropicales. L’étude est parue le 28 janvier dernier dans la revue Nature Geoscience.

En comparant les reconstructions des injections de soufre dans la stratosphère à celles de la température en été dans l’hémisphère nord depuis l’an 750, les auteurs sont arrivés à des résultats surprenants. « Nos analyses montrent que de nombreuses éruptions volcaniques extra-tropicales ont provoqué un refroidissement de surface prononcé dans l’hémisphère nord au cours des 1250 dernières années », indique Matthew Toohey, auteur principal de l’étude. « En fait, les éruptions extra-tropicales sont plus efficaces que les éruptions tropicales en termes de refroidissement hémisphérique, par rapport à la quantité de soufre émis », poursuit-il.

Les simulations effectuées par les chercheurs montrent qu’en réalité, si les aérosols sulfatés ont bien une durée de vie plus courte lorsqu’ils sont produits à des latitudes élevées, cet effet est faible. Il est quantifié à hauteur de ~10 % en comparaison d’un panache tropical de mêmes caractéristiques.

Crédits Dave Harlow, USGS

Pour une injection de soufre similaire à celle du Pinatubo mais placée dans les extra-tropiques de l’hémisphère nord, le forçage climatique dans ce dernier est jusqu’à 80 % plus marqué ! Cela s’explique par le fait que les particules sont confinées dans un hémisphère au lieu d’être diluées autour du globe. Ainsi, l’effet est plus concentré que dans le cas d’une injection tropicale.

Réévaluer le rôle des volcans dans les variations climatiques passées

Cette avancée devrait permettre de mieux quantifier la part des variations climatiques passées attribuable aux volcans. En considérant les résultats obtenus par les chercheurs, il est par exemple plus aisé de comprendre comment l’éruption de l’année 536 a pu provoquer un refroidissement aussi marqué. « (…) la latitude extra-tropicale de l’éruption agit de manière à focaliser les forçages radiatifs dans l’hémisphère nord, ce qui renforce l’impact climatique hémisphérique » conclut l’étude.

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