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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 : #Dossiers

 

07pin01f.png

Localisation du Pinatubo et autres volcans actifs de l'ïle de Luzon / archipel des Philippines - d'après Wolfe & Self / GVP.


L'éruption du Pinatubo, en 1991 aux Philippines, fut une des éruptions les plus surveillée du 20° siècle ... peut-être en raison de la présence de la base militaire américaine de Clark à proximité du volcan.

 

L'éruption de 1991-92 :

 

Le 2 avril 1991, une explosion phréatique dévaste 1 km² de zone forestière et éjecte un panache de  vapeur contenant peu de cendres à une hauteur de 500 à 800 mètres; ces cendres recouvrent 10.000 m², incluant un village. Il n'y eu aucune victime, une évacuation préventive de 2.000 personnes ayant été effectuée. Suite à cette éruption, une ligne de nouvelles fumerolles s'est développée au départ de six évents alignés ENE-OSO.

Du 7 au 12 juin, on assiste à la croissance d'un dôme et à des émissions de poussières.

Du 12 au 14 juin, quatre éruptions verticales avec émission de panaches et coulées pyroclastiques mineures.

 

Pinatubo-13.06.1991---Rick-Hoblit-USGS.jpg                              Pinatubo - le panache du 13.06.1991 - photo rick Hoblit / USGS.

 

Pinatubo ash cloud NOAA - NasaLe panache éruptif du Pinatubo mêlé au typhon Yunga le 15 juin 1991, à 7h30 locale ... 3 heures avant le climax éruptif - doc. NOAA / AVHRR.

 

15.06.91 - 5h.55 - R.La Pointe USAFL'éruption du Pinatubo, le 15.06.1991 à 5h55 - photo La Pointe / USAF/ depuis la base américaine de Clark. - le haut du panache n'est pas visible, étant donné la présence d'un typhon sur l'archipel au moment de l'éruption.

 

 Les 15 et 16 juin, une série de fortes explosions culmine en ce qui constituera une des plus grandes éruption du siècle. Un gigantesque panache monte à au moins 35.000 mètres, générant de volumineuses coulées pyroclastiques et laissant une petite caldeira au sommet du Pinatubo (Lynch & Stephens).

Du 15 juin à début septembre : phase postclimactique, avec des émissions continues de poussièresjusqu'en fin juillet, puis intermittentes  jusqu'en septembre.

 

 

Pinatubo_early_eruption_1991---T.J.Casadevall-USGS-R-jpg   La caldeira sommitale du Pinatubo - en août 91, 3 mois après l'éruption - photo T.Casadevall / USGS

 

En juillet 1992, la sismicité révèle une nouvelle ascension de magma, et la constitution, puis la croissance d'un nouveau dôme ... et potentiellement de nouvelles éruptions explosives.

 

Dome-Pinatubo-21.11.1992---C.Newhall.jpgPinatubo - l'état du nouveau dôme de lave situé dans un lac de cratère intracaldérique - 21.11.1992 - photo de Chris Newhall

 

Les émissions du Pinatubo et leur action sur le climat :


Cinq kilomètres cube de magma dacitique ont été produits et le panache injecta 17 mégatonnes de dioxyde de soufre dans les couches basses de la stratosphère, soit une quantité double de celle émise par El chichon en 1982.

Ces énormes quantités de dioxyde de soufre sont dues probablement, selon Gerlach, "à la présence conjointe d'une phase fluide porteuse de soufre, et riche en eau, et d'un magma dacitique".

 

NOAA---AVHRR-Pinatubo.jpg                  Epaisseur optique des aérosols avant et après l'éruption - doc. NOAA / AVHRR.

 

Dix jours plus tard, le nuage d'aérosols sulfurique forme une bande quasi continue s'étirant sur 11.000 km. depuis l'Indonésie jusqu'en Centre afrique. Le nuage fit le tour de la planète en trois semaines et sa couverture fut globale un an après l'éruption, avec une persistance durant trois années à un niveau de concentration au dessus de la normale.

 

fig7.jpg

La double couche d'aérosols du Pinatubo surmonte les cumulonimbus - photo navette Atlantis / mission STS-43 le 08.08.1991.

 

La baisse des températures sur l'hémisphère nord fut de 0,5 à 0,6°C, et globalement de 0,4°C.

Ces données viennent confirmer le modèle climatique mis au point, avant l'éruption, par James E.Hansen du Goddard Institute for Space Studies de la Nasa.

 

aerosols-pinatubo-fig12.jpg

De gauche à droite et de haut en bas : carte du 10.04 au 13.05.91 - du 15.06 au 25.07.91 -

                                                           du 23.08 au 30.09.91 - du 05.12.93 au 16.01.94

 

L'instrument SAGE II (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II), lancé en octobre 1984 à bord du satellite ERBS, mesure la lumière du soleil à travers l'atmosphère à 7 longueurs d'ondes différentes. La lumière mesurée qui a été diffusée et absorbée par les gaz et les aérosols de l'atmosphère est convertie en profils atmosphériques de la concentration en ozone, en vapeur d'eau, en dioxyde d'azote et en aérosols.

Source : Pat McCormick, NASA Langley Research Center.

 


aerosols-pinatubo-fig04.jpg

Estimations de la surcharge stratosphérique en aérosols (mass loading en km³) - comparaison de diverses éruptions - Source : Pat McCormick, NASA Langley Research Center.

 

Les aérosols stratosphériques eurent un effet sur la couche protectrice d'ozone, dont les taux atteignirent leur plus bas niveau jamais enregistré; le trou dans la couche d'ozone de l'hémisphère sud s'est accru dans des proportions inquiétantes : 27 millions de km². Cette baisse des niveaux d'ozone n'est due qu'en partie aux aérosols émis par le Pinatubo, l'autre part est attribuée à l'éruption du Cerro Hudson au Chili en août 1991.

 

 

TOMS_SO2_Jun17_91.gif                   Mesures des taux de SO2 par le satellite Nimbus 7 / TOMS - doc. Nasa GSFC

 

Les mesures satellitaires TOMS enregistrèrent le premier record d'émission de SO2 en 13 ans de fonctionnement : 20 +/- 6 mégatonnes de SO2 émises durant les neuf heures de durée du climax ( sur base d'une émission de 18,5 Mt. , 36 heures après la fin de l'éruption, en combinaison avec une diminution de 1 à 1,5 Mt/jour dans le nuage ensuite / erreur possible de 30%). Le nuage stratosphérique encercla, d'après TOMS, la terre en 22 jours.

 

Une découverte récente :

On pensait que la chambre magmatique d'un volcan, une fois refroidie, restait des siècles en sommeil avant de pouvoir être ranimée par de la lave fraîche. Un modèle théorique, développé par un chercheur de l'Institut des Sciences de la Terre d'Orléans (CNRS/Universités d'Orléans et de Tours) avec un chercheur américain du Département des sciences de la Terre et de l'espace, à Seattle , et testé sur deux éruptions majeures, vient contredire complètement cette hypothèse : le réveil d'une chambre pourrait s'opérer en seulement quelques mois.

En tenant compte de divers paramètres physiques connus des deux volcans concernés (température des laves en jeu, taille du réservoir, concentration en cristaux déduite de l'étude des laves...), les deux scientifiques ont réussi à reproduire approximativement les durées entre ces signaux d'alarme et les éruptions. Par exemple, pour le Pinatubo, le modèle mathématique a prédit que 20 à 80 jours suffisaient pour remobiliser la chambre sous-jacente, alors que la théorie classique envisageait, elle, 500 ans.

Ces recherches vont conduire à réévaluer la dangerosité de certains volcans endormis.

 

Sources :

- Fire and mud : Eruptive history of Mt Pinatubo - by Chris Newhall & al. - link

- The atmospheric impact of the 1991 Mount Pinatubo eruption - by Stepehen self & al./Univ. de Hawaii - Manoa.

- A rapid mechanism to remobilize and homogenize highly crystalline magma bodies - by Burgisser A., Bergantz, G.W. Nature, 3 mars 2011.- link

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