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De l'influence du volcanisme sur le climat

Le rôle essentiel des volcans dans le refroidissement de la Terre au début du 19ème siècle

Le programme SOSVOL (IPEV 1001) donne ses premiers résultats :

En appliquant une nouvelle technique analytique très originale sur les retombées de sulfate d'origine volcanique dans les précipitations de neige en Antarctique et au Groenland, une équipe franco-américaine vient de démontrer que la décennie la plus froide observée au cours des derniers 500 ans (1810-1819) résultait de la succession de deux éruptions volcaniques majeures, à quelques années d'intervalle.

Indépendamment du forçage à long terme des gaz à effet de serre d'origine humaine, et aux échelles de temps de quelques années, la température moyenne de la Terre peut fluctuer largement. Ces fluctuations résultent de mécanismes divers : variations de l'activité solaire, circulation océanique et événements de type El Nino ou La Nina dans l'océan Pacifique, éruptions volcaniques...

Au début du 19ème siècle, durant la décennie 1810-1819, la Terre a ainsi connu des températures relativement froides, au point que cette décennie figure comme la plus froide des 500 dernières années, selon les mesures instrumentales des derniers 150 ans et les reconstructions paléoclimatiques. Une partie de ce refroidissement a été attribué à l'énorme éruption du volcan Tambora en Indonésie, en 1815. De telles éruptions cataclysmiques refroidissent la planète en déversant d'importantes quantités de poussières et de dioxyde de soufre dans la stratosphère (au-dessus de 15 km d'altitude). A ces altitudes en effet, le dioxyde de soufre se transforme en gouttelettes d'acide sulfurique, goutellettes qui agissent alors comme un véritable parasol réduisant l'énergie solaire reçue au sol. Mais cette observation, susceptible de justifier le coup de froid entre 1815 et 1819, n'explique pas pourquoi le refroidissement terrestre avait débuté en 1810.

Une équipe franco-américaine de chercheurs * vient de publier dans la revue Geophysical Research Letters les résultats d'analyses très originales conduites sur des carottes de glace forées au Groenland et en Antarctique. Après avoir prélevé les quelques millionnièmes de gramme de sulfate présents dans les strates des carottes de glace datant de cette époque, ils ont appliqué une véritable microchirurgie moléculaire consistant à documenter les proportions de trois isotopes du soufre (soufre 33, 34 et 36) constituant le sulfate. Au sein des couches de glace datant de 1809-1810, ces chercheurs ont observé une anomalie particulière des rapports entre ces isotopes du soufre. Or cette forme d’anomalie isotopique sur le soufre du sulfate ne peut résulter que de réactions chimiques se produisant au sein de la stratosphère après une éruption volcanique. Ils démontrent ainsi qu'une éruption volcanique cataclysmique, à ce jour inconnue, s'est produite au début de l'année 1809, probablement au niveau des Tropiques pour affecter ensuite le climat de manière globale. Leurs résultats confortent ainsi le rôle important joué par l'activité volcanique explosive dans la modulation du climat terrestre aux échelles de temps de quelques années. Une fois étendues à des périodes de temps plus longues, ces mesures très innovantes vont permettre une nouvelle évaluation du forçage climatique dû aux volcans, notamment au cours du dernier millénaire. Cette information s'avère particulièrement importante comme donnée d'entrée des modèles climatiques, habituellement testés sur cette époque reculée.

Ces travaux ont bénéficié du soutien logistique et financier de la National Science Foundation américaine et de l'Institut polaire français Paul-Emile Victor (IPEV), ainsi que d’un soutien de l’INSU au travers de son programme LEFE.

Station de recherche Summit au sommet de la calotte polaire du Groenland. Une des carottes de glace analysées pour cette étude a été extraite sur ce site. Crédit photo : Joël Savarino, CNRS/LGGE

* USA : Université de Dakota du Sud, Université de Californie à San Diego ; France : Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement (LGGE, unité mixte de recherche CNRS – Université Joseph Fourier de Grenoble), Centre Européen de Recherche et Enseignement en Géosciences de l'Environnement (CEREGE, unité mixte CNRS - Collège de France – Université Paul Cézanne – Université de Provence - IRD).

Référence :

Cold decade (AD 1810-1819) caused by Tambora (1815) and another (1809) stratospheric volcanic eruption. Jihong Cole-Dai, David Ferris, Alyson Lanciki, Joël Savarino, Mélanie Baroni et Mark H. Thiemens. Geophysical Research Letters, sous presse. (voir ci-contre à droite)

Pour obtenir d'autres renseignements

Contact : Joël Savarino (04 76 82 42 51 ; savarino@lgge.obs.ujf-grenoble.fr)

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