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Cette incroyable onde de Lamb issue de l’éruption du Hunga Tonga

Crédits : ScienceMagazine / @ScienceMagazine.

L’éruption du volcan Hunga Tonga en janvier dernier a engendré tout un spectre d’ondes atmosphériques. Ces dernières ont profité aux chercheurs qui les ont étudiées sous divers angles et avec un degré de précision sans précédent. Les résultats ont été publiés dans la revue Science ce 12 mai.

Le 15 janvier 2022, l’île Hunga Tonga-Hunga Ha’apai située à l’ouest du Pacifique dans le royaume des Tonga a connu le réveil du volcan sous-marin éponyme. Alors entré dans une phase éruptive majeure, ce dernier a donné naissance à un panache volcanique d’une ampleur tout à fait remarquable ainsi qu’à un large spectre d’ondes atmosphériques.

Les satellites ont notamment permis d’observer une onde se propageant à 300 mètres par seconde sous forme de cercles concentriques depuis le volcan jusqu’à l’autre bout du globe. Le traitement statistique des images a même révélé que celle-ci a fait plusieurs fois le tour de la Terre, un fait également retranscrit par les stations météorologiques de surface où une signature en pression a été identifiée à chaque passage.

Un ensemble de données sans précédent

Une analyse détaillée de ces différents systèmes d’ondes a récemment été publiée dans la revue Science. Fruit du travail méticuleux de 76 chercheurs de 12 nationalités différentes, elle confirme que ces ondes ont été les plus fortes jamais produites par un volcan depuis l’éruption du Kakatoa en 1883, témoignant bien de l’ampleur du phénomène.

Or, les systèmes de surveillance de la Terre ont considérablement évolué depuis lors, ce qui a permis aux chercheurs de récolter des données nombreuses et totalement inédites sur des processus habituellement difficiles à observer. « Nous avons plus d’un siècle d’avancées dans la technologie, l’instrumentation et la densité globale des capteurs », rapporte Robin Matoza, auteur principal du papier. « Ainsi, l’événement de 2022 a fourni un ensemble de données mondial sans précédent pour un événement explosif de cette taille ».

Cas d’école d’une onde de Lamb

Les chercheurs se sont d’abord intéressés à l’onde principale, produite au moment du pic éruptif et qui s’est propagée trois à quatre fois autour du globe. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, il ne s’agit pas d’une onde de choc, mais d’une onde de Lamb. Autrement dit, il s’agit d’une onde acoustique de fréquence si basse (0,01 Hertz) que l’influence de la gravité doit être prise en compte. Elle possède donc à la fois les propriétés d’une onde sonore et d’une onde de gravité.

Des ondes acoustiques avec des fréquences suffisamment élevées pour être audibles se sont également propagées, atteignant parfois des lieux étonnamment distants. « J’ai entendu les sons », témoigne David Fee, coauteur de l’étude alors situé en Alaska où de multiples détonations ont été perçues. « À l’époque, je ne pensais certainement pas que cela provenait d’une éruption volcanique dans le Pacifique Sud ». Il est cependant difficile de rendre compte de cette observation avec les modèles acoustiques existants.

Enfin, on peut noter que le tsunami qui a accompagné l’éruption a en partie résulté d’une interaction complexe entre ces ondes atmosphériques et l’océan, expliquant pourquoi la vague est arrivée plus tôt que prévu sur les rivages du Pacifique. « Il existe une longue liste d’études de suivi possibles qui examinent plus en détail les nombreux aspects de ces différents signaux », note le chercheur. « En tant que communauté, nous continuerons à travailler sur cet événement pendant des années ».