Volcans et climat - Effets des volcans sur le climat, et effets du climat sur les volcans.

Effets des volcans sur le climat :

Une éruption volcanique peut avoir de nombreux effets sur l’atmosphère et la météorologie.

Il convient de distinguer

- les effets sur la troposphère, qui sont généralement limités dans l’espace et le temps

- des effets stratosphériques, qui peuvent concerner l’entièreté du globe et durer des mois voire des années ; seuls ces effets sont responsable d’un refroidissement et de la création "d’hiver volcanique".

Les gaz et poussières éjectés dans la stratosphère se répartissent rapidement sur une grande surface, en raisons des courants aériens. Certains gaz réagissent avec l’air et l’humidité pour former des aérosols qui perturbent la transmission du rayonnement solaire. Le dioxyde de soufre e.a. réagit avec l’eau atmosphérique et forme des micro-gouttelettes d’acide sulfurique.

Effets troposphériques et stratosphériques des éruptions volcaniques sur le climat - d'après Simarski [1992], remanié par L. Walter and R. Turco.

Cette perturbation de la transmission du rayonnement solaire a un double effet :

- à basse altitude, on observe une diminution des températures

- dans la stratosphère, les aérosols déclenchent, par effet de serre, une augmentation de température et une perturbation des courants de la haute atmosphère.

Ces effets, en général limités dans le temps, peuvent perdurer quelques années, dans le cas d’éruptions puissantes.

Une éruption volcanique agit donc sur le climat en fonction

- de la violence de l'éruption, de VEI > 4 au moins.

- de la composition des éjectats,

- mais aussi de la position du volcan. Un volcan situé dans la zone équatoriale disperse plus largement et plus rapidement ses aérosols dans l'atmosphère et a donc plus facilement un effet global sur l'atmosphère.

- de la date d'éruption dans l'année

- de l'état du système climatique au moment de l'éruption.

Des éruptions moins importantes peuvent aussi refroidir le climat :

Une récente étude d’équipes scientifiques des universités du New Jersey, du Colorado et du Wyoming, grâce aux mesures des aérosols effectuées par le satellite Odin / Osiris, a montré que l’éruption du Nabro en juin 2011 et le nuage soufré émis dans la troposphère … se sont trouvés sur le chemin de la mousson asiatique annuelle. Celle-ci a poussé les gaz volcaniques et les aérosols dans la stratosphère, formant la plus grande charge en aérosols observée par Osiris durant les dernières 10 années.

Nuage de SO₂ émis le 19.06.2011 par le Nabro / Erythrée - image satellite Nasa- Aura/ OMI

(masse de SO₂ ~103 kilotons (kt); the area of cloud was ~591,000 km²)

Effet du climat sur les volcans :

S’il est largement établi que l’activité volcanique influe sur le climat, la relation inverse n’est pas évidente. Pourtant, une étude conjointe du Geomar / Kiel Allemagne et de l’Univ. De Harvard a récemment montré que le climat modifiait la fréquence des éruptions volcaniques.

L’étude des carottes du plancher océanique (photo Geomar - S. Kutterolf ) au niveau de l’Amérique centrale, sur 460.000 ans d’activité volcanique, démontre que chaque hausse d’activité volcanique a été précédée d’une augmentation de la température moyenne de l’atmosphère associée à la fonte glaciaire.

Un ajustement isostatique, lié à une moindre charge des plaques continentales (diminution de la charge glaciaire) et une augmentation corrélée de la charge supportée par les plaques océaniques (niveau marin augmenté suite à la fonte glaciaire), induit la formation de failles et permet des remontées magmatiques.

La datation des isotopes du soufre dans les carottes glaciaires:

Cette nouvelle méthode, mise au point par l'université de Copenhagen et l'institut de technologie de Tokyo, va permettre une avancée dans l'attribution ou non d'épisodes de refroidissements globaux historiques à des éruptions volcaniques. La balance des différents isotopes dans les carottes glaciaires va donner un moyen de prouver si une éruption explosive donnée a émis un panache stratosphérique, capable d'affecter le climat mondialement, et d'influencer les civilisations, ou si ces effets ont été limités à la troposphère et plus locaux.

Sources :

- Rutgers university - Volcanic eruptions and climate - by Alan Robock, professor dept. Environmental sciences and Clive Oppenheimer - 11.2009 - link - link 2.