Les éruptions volcaniques sont connues pour refroidir le climat mondial, mais ils peuvent aussi exacerber la fonte des calottes glaciaires, selon un article publié aujourd'hui dans Communication Nature .

Les chercheurs qui ont analysé les carottes de glace et les dépôts d'eau de fonte ont découvert que d'anciennes éruptions ont provoqué une fonte immédiate et significative de la calotte glaciaire qui couvrait une grande partie du nord de l'Europe à la fin de la dernière période glaciaire, une douzaine, 000 à 13, il y a 000 ans.

"Sur un laps de temps de 1, 000 ans, nous avons constaté que les éruptions volcaniques correspondent généralement à une fonte accrue de la calotte glaciaire en un an environ, " dit l'auteur principal Francesco Muschitiello, qui a terminé la recherche en tant que boursier postdoctoral à l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'Université Columbia.

Ce n'étaient pas des volcans en éruption sur ou près de la calotte glaciaire, mais situé à des milliers de kilomètres dans certains cas. Les éruptions ont soulevé d'énormes nuages ​​de cendres dans le ciel, et quand la cendre tomba sur la calotte glaciaire, sa couleur plus foncée faisait que la glace absorbait plus de chaleur solaire que d'habitude.

"Nous savons que si vous avez de la glace plus foncée, vous diminuez la réflectance et il fond plus rapidement. C'est de la science fondamentale, ", dit Muschitiello. "Mais jusqu'à présent, personne n'a été en mesure de démontrer ce lien direct entre le volcanisme et la fonte des glaces lorsqu'il s'agit de climats anciens."

La découverte provient des coupes transversales de gisements, appelées varves glaciaires, dont la plupart avaient été collectés dans les années 1980 et 1990. Les varves sont les sédiments stratifiés qui se forment lorsque l'eau de fonte sous une calotte glaciaire achemine de grandes quantités de débris dans les lacs près du bord de la calotte. Comme les anneaux d'un arbre, les couches d'une varve glaciaire racontent l'histoire des conditions de chaque année; une couche plus épaisse indique plus de fusion, car il y aurait eu un plus grand volume d'eau pour transporter les sédiments.

L'équipe a également comparé les varves aux carottes de la calotte glaciaire du Groenland, dont les couches contiennent un enregistrement des anciennes conditions atmosphériques. Les tests de ces couches pour les sulfates ont révélé quelles années ont connu des éruptions volcaniques explosives, qui ont tendance à libérer de grandes quantités de cendres. Faire correspondre les couches de glace avec les couches de varves des mêmes périodes, l'équipe a découvert que les années d'activité volcanique explosive correspondaient à des couches de varves plus épaisses, indiquant une plus grande fonte de la calotte glaciaire nord-européenne.

Muschitiello et ses collègues ont étudié une période allant du 13, 200 à 12, il y a 000 ans, lorsque la dernière période glaciaire faisait la transition vers le climat chaud d'aujourd'hui. Ils se sont concentrés spécifiquement sur les éruptions volcaniques dans les hautes latitudes du nord, des événements similaires aux éruptions de 2010 du volcan islandais Eyjafjallajökull. Bien que cette éruption ait été relativement mineure, son grand nuage de cendres a interrompu le trafic aérien dans la majeure partie de l'Europe pendant environ une semaine.

Quelle fonte une éruption comme celle-là pourrait-elle provoquer ? "C'est difficile de chiffrer exactement ça, " dit le glaciologue et coauteur James Lea de l'Université de Liverpool. " Cela dépend de nombreux facteurs. " Exécuter des milliers de simulations de modèles, l'équipe a constaté que la quantité de fonte dépend de l'éruption individuelle, à quelle saison il se produit, les conditions du manteau neigeux à l'époque, et l'élévation de la calotte glaciaire. "Changer n'importe lequel d'entre eux et vous obtiendrez différentes quantités de fonte, " dit Léa. Dans les pires scénarios, le modèle a prédit que le dépôt de cendres éliminerait entre 20 centimètres et près d'un mètre de glace de la surface des parties les plus élevées de la calotte glaciaire.

Les résultats du modèle doivent être pris avec des pincettes, Muschitiello met en garde, en raison des incertitudes sur les conditions passées. Cependant, parce que l'équipe a simulé un très large éventail de conditions potentielles, il est convaincu que la vraie réponse de la calotte glaciaire se situe quelque part dans leur gamme.

Michel Sigl, un paléoclimatologue de l'Institut Paul Scherrer en Suisse qui n'était pas impliqué dans la nouvelle étude, dit l'hypothèse que les particules de cendres pourraient contrecarrer les effets de refroidissement des éruptions volcaniques est intrigante. Mais, il a dit, « les coïncidences dans le calendrier des événements de fonte rapide de la calotte glaciaire et les dates d'éruption n'impliquent pas automatiquement une causalité, et il peut y avoir d'autres scénarios qui pourraient être cohérents avec les données présentées. » Les propres travaux de Sigl ont trouvé un lien entre l'appauvrissement de la couche d'ozone induit par les éruptions et la déglaciation dans l'hémisphère sud. Néanmoins, il dit, la nouvelle étude montre que davantage de travail est nécessaire pour comprendre les effets des émissions d'aérosols provenant des éruptions volcaniques.

Les résultats préliminaires suggèrent que « les calottes glaciaires actuelles sont potentiellement très vulnérables aux éruptions volcaniques, ", dit Muschitiello. Ils soulignent également un trou possible dans les modèles climatiques que les scientifiques utilisent pour faire des prédictions sur l'avenir:les modèles ne simulent actuellement pas la réponse des calottes glaciaires aux changements de dépôt de particules de l'atmosphère de manière interactive.

Une autre implication intrigante est que des recherches antérieures ont suggéré que la fonte des calottes glaciaires et des glaciers pourrait augmenter la fréquence des éruptions volcaniques dans les zones glaciaires en allégeant les charges sur la croûte terrestre, permettant au magma sous-jacent de monter. Si le lien entre volcanisme et fonte des calottes glaciaires se confirme, cela pourrait indiquer la présence d'une soi-disant "boucle de rétroaction positive" dans laquelle les éruptions exacerbent la fonte, et plus de fonte provoque plus d'éruptions, etc.

Muschitiello dit que l'étude "peut nous donner des indices sur les mécanismes en jeu lorsque vous vous attendez à un changement climatique rapide".