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Earth of fire

Actualité volcanique, Article de fond sur étude de volcan, tectonique, récits et photos de voyage

Publié le par Bernard Duyck
Publié dans : #Volcans et climat

 

On parle beaucoup ces jours-ci de l’influence du volcanisme sur le climat, et particulièrement de son implication au niveau du Petit age Glaciaire  - LIA , Little Ice Age.

 

lia-pic2

 

lia-pic3Variations dans le temps des températures - situation du Little Ice Age par rapport à la période Holocène et suivant l'Optimum climatique médiéval. - doc. atmos. Washington.edu.


Un article dans le Geophysical research letters, cosigné par Gifford H. Miller (INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado at Boulder, Boulder, Colorado, USA / Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Reykjavík, Iceland) et nombre d’autres scientifiques, principalement des climatologues, va dans ce sens. Il s’intitule  : "Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks", et pointe un début brutal du LIA en deux paliers, une possible explication par des décades d’activité volcanique explosive, et un relais / soutien du refroidissement par le couple océan – calotte glaciaire.  


Le petit âge glaciaire : sa nature, sa période d’existence, ses causes possibles :


Le Petit âge glaciaire est défini comme une période de refroidissement suivant la période chaude médiévale (l’optimum climatique médiéval).

Bien que ne caractérisant pas une véritable période glaciaire, ce terme fut introduit dans la littérature scientifique en 1939 par François  E. Matthes ; il définit par convention une période non uniforme s’étendant depuis le 16° jusqu’au 19° siècle. (1550 à 1850, selon la Nasa).

Son importance a été relativisée … le LIA doit être considéré comme un refroidissement de l’hémisphère nord de moins de 1°C par rapport aux niveaux moyen de température de la fin du 20° siècle (GRID 2001).

 

1000 Year Temperature Comparison

The reconstructions used, in order from oldest to most recent publication are:

  1. (dark blue 1000-1991): The Holocene.
  2. (blue 1000-1980): Geophysical Research Letters.
  3. (light blue 1000-1965): Ambio. Modified as published in Science.
  4. (lightest blue 1402-1960): J. Geophys. Res..
  5. (light green 831-1992): Science.
  6. (yellow 200-1980): Geophysical Research Letters. 
  7. (orange 200-1995): Reviews of Geophysics. 
  8. (red-orange 1500-1980): Geophys. Res Lett.. 
  9. (red 1-1979): Nature. 
  10. (dark red 1600-1990): Science. 

The original version of this figure was prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project

 

Diverses causes ont été proposées : des baisses cycliques de la radiation solaire, une activité volcanique soutenue, des variations de l'albedo et de la circulation des eaux océaniques, une variabilité inhérente au climat, et même une diminution de la population humaine (en relation avec une reforestation et un boom de CO2).

Les causes réelles sont multifactorielles, mais quelle est la part prise par les éruptions volcaniques explosives ?


Les températures estivales de l’hémisphère nord au cours des derniers 8.000 ans ont été rythmées par une lente diminution de l’insolation résultant de la précession des équinoxes (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, quand un couple lui est appliqué … la précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre).

On débat cependant toujours sur les causes des anomalies thermiques estivales, principalement durant les années les plus froides du Petit âge glaciaire, à cause de la faiblesse des interventions en provenance de phénomènes naturels et de la courte action dans le temps de l’effet des éruptions volcaniques.

 

L’étude de Miller & al. relève deux périodes de croissance de la couverture glaciaire arctique du Canada et de l’Islande, en relation avec des étés froids :

- la première entre 1275 et 1300 , période où l’on répertorie les éruptions du Quilotoa (Equateur) en 1280 / VEI 6, du Cayambe (Equateur) en 1290 / VEI 4, et de l’Hekla (Islande) en 1300 / VEI 4. On peut y ajouter celle du Katla (Islande) en 1262 / VEI 5.

- la seconde entre 1430 et 1455, période d’éruptions du Shiveluch (Kamchatka) en 1430 / VEI 4, de la Soufrière de la Guadeloupe en 1440 / VEI P, du Katla (Islande) en 1440 / VEI 4, du Furnas et du Sete Citades (Açores) respectivement en 1441 et 1444 / VEI 4, du Pinatubo (Philippines) en 1450 / VEI 5.

 

Stratospheric-volcanic-sulfate-aerosol---Gao-geophysical-re.jpg

Injection annuelle d'aérosol sulfatés dans la stratosphère de l'hémisphère nord (au dessus), de l'hémisphère sud (au milieu) , et globalement (en bas)  au cours des derniers 1500 ans, sur base d'analyse de carottes glaciaires - doc. Gao & al. 2008

 

 Un modèle climatique montre que le volcanisme de type explosif puissant peut induire un refroidissement des étés, et que les étés froids peuvent se maintenir longtemps après que l’effet des aérosols volcaniques ait cessé, grâce à l’action combinée suivante de la calotte glaciaire et des océans.

L’étude met en évidence la concordance du "démarrage" du LIA et d’une période de grandes éruptions explosives et d’émissions fortes de gaz soufrés sur un laps de temps de 50 ans, chaque éruption avec un ratio de charge en sulfate supérieur à 60 Tg. La rétroaction du couple calotte glaciaire–océan s’explique par la persistance d’étés froids, liés à une insolation hémisphérique estivale minimum, sans intervention nécessaire de changements de la radiance solaire.

 

Examinons quelques fortes éruptions qui ont constellées cette période :

 

Eruption du Quilotoa en 1280 :

img01-02Le Quilotoa est un stratovolcan dacitique au sommet tronqué d'une petite caldeira large de 3 km., situé à 80 km. au SSO de Quito - Equateur. Enchassée dans des parois atteignant une hauteur de 400 m, elle est occupée par un lac profond de 240 m.

Au cours des derniers 200.000 ans, le Quilotoa a produit au moins huit épisodes éruptifs explosifs, à un intervalle de 10.000-14.000 ans.

 

Le Quilotoa est le volcan andin "le plus à l'ouest" .

 

Panorama_quilotoa_crater_lake_ecuador---Annom---2.jpg                           La caldeira et le lac du Quilotoa - photo Annom

 

L'une des plus importantes éruptions du dernier millénaire est datée au radiocarbone de 1280. En quatre phases, 11 km³ de magma furent émis

; la première phase a produit l'un des plus gros dépôt de ponces et cendres  des Andes du nord, avec 2,1 . 1010 m³ de tephra émis, ce qui la classe en VEI 6 . Les phases suivantes sont caractérisées par de grandes coulées pyroclastiques et des lahars qui ont atteint les côtes du Pacifique.

Cette éruption s'est produite après une période de dormance de 14.000 années; elle fut suivie par la formation de l'actuelle caldeira et la mise en place d'un petit dôme de lave.

 

 

Pour suivre, d'autres éruptions datées du Petit âge glaciaire.

 

Sources :

- Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks  - by Gifford H. Miller (INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado at Boulder, Boulder, Colorado, USA / Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Reykjavík, Iceland) & al. - link

- Wired Science / Eruptions - Volcanoes and the Little Ice Age : not the smoking gun ? - link

- Global volcanism Program - Large holocene eruptions - link

- "The plinian fallout associated with Quilotoa's 800 yr BP eruption, Ecuadorian Andes", Journal of Volcanology and Geothermal Research - by Patricia A. Mothes, Minard L. Hall (2008)

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