Les supervolcans sont l'un des phénomènes les plus meurtriers de Mère Nature, et quand ils éclatent, ils peuvent changer le climat de la planète entière.

Pour avoir un aperçu de la façon dont les futurs événements volcaniques catastrophiques pourraient modifier nos vies, des scientifiques de l'Université de Cincinnati ont creusé profondément dans le passé pour trouver de nouvelles preuves du changement climatique lié aux volcans.

Les résultats de l'étude sont publiés dans le numéro de juillet de Rapports scientifiques sur la nature intitulé « Anomalies de platine positives lors de trois événements volcaniques de grande ampleur à la fin de l'holocène dans les sédiments de l'hémisphère occidental. »

"Nous avons examiné les particules de platine comme indicateur de la distance parcourue par les cendres volcaniques, " dit Kenneth Tankersley, Professeur agrégé d'anthropologie et de géologie à l'UC et auteur principal de l'étude.

« L'âge du sédiment contenant le platine a permis à notre équipe interdisciplinaire d'anthropologues, géologues, géographes et biologistes pour identifier directement le changement radical du climat pour huit sites archéologiques différents de l'hémisphère occidental à trois volcans catastrophiques majeurs depuis le début de la petite ère glaciaire et du réchauffement médiéval. La plus récente datait du XVIIIe siècle."

Pourquoi est-ce important? Tankersley dit que les chercheurs espèrent que des études comme celle-ci pourront aider le monde à mieux se préparer à la prochaine éruption majeure. Comme il dit, "Ce n'est pas 'si' ces événements volcaniques catastrophiques reviendront, c'est 'quand.'"

Par exemple, Tankersley explique l'éruption d'Eldgjá (CE 934) comme produisant tant de poussière dans l'atmosphère, il a filtré suffisamment de soleil et de chaleur pour abaisser considérablement les températures mondiales pendant quelques années. Ce qui s'ensuit, ce sont des hivers rigoureux qui contribuent à la famine, épidémies, et la perte de nombreuses vies. Plus de 900 ans plus tard, un événement volcanique sur l'île du Pacifique de Krakatoa a causé à Cincinnati un hiver extrêmement froid et un été très frais à la fin des années 1800.

Toutes les éruptions volcaniques explosives n'entraînent pas la répartition mondiale de la propagation des particules, comme le plus récent volcan Kilauea à Hawaï. Cependant, selon Tankersley, il existe un lien certain entre les changements importants des conditions climatiques en dehors des cycles climatiques réguliers et les événements volcaniques de grande ampleur explorés dans cette recherche.

Valeur platine

Un acteur clé dans cette enquête est Platinum. Selon les chercheurs, l'élément rare ne se produit pas naturellement à la surface de la Terre. Cela ne se produit qu'après un impact cosmique comme un météore, astéroïde ou une tranche de comète frappe la terre.

Ou, comme dans ce cas, le platine est révélé lorsque les cendres volcaniques crachent des fontaines de lave incandescente et des bombes de roche en fusion en forme de tarte aux vaches. Les nuages ​​de cendres résultants contiennent de fines particules de platine, preuves des effets de grande envergure des éruptions volcaniques majeures.

L'étude a examiné des échantillons de sédiments provenant de huit sites archéologiques de l'hémisphère occidental dans la vallée de l'Ohio, le sud-ouest américain, les Caraïbes et les plaines mayas au Guatemala.

Les chercheurs interdisciplinaires de l'ensemble du campus de l'UC et de l'Université nationale de Kongju ont réussi à relier les modèles de changement climatique radical de chacun de ces sites à un ou plusieurs des trois événements volcaniques de grande ampleur, notamment le volcan Eldgjá (CE 934) et le volcan Laki (CE 1783) en Islande et le volcan Kuwae dans l'île de Vanuatu au large des côtes de l'Afrique de l'Est (CE 1452).

Les trois éruptions volcaniques catastrophiques se sont produites au cours du dernier 1, 000 ans ou la fin de l'Holocène –– la période géologique dans laquelle nous vivons actuellement.

Sédiment de datation

Parmi l'équipe de recherche de l'UC se trouve Dominique Sparks-Stokes, étudiant diplômé de première année en anthropologie, qui a récupéré des échantillons de sédiments profonds de deux des sites de la vallée de l'Ohio et identifié des restes botaniques pour la datation au radiocarbone.

Après avoir extrait les plantes carbonisées des carottes profondes, Sparks-Stokes et les chercheurs ont pu compter le nombre d'atomes de carbone – un processus, selon Tankersley, aide les géochronologues à déterminer avec précision où ils se trouvent dans le noyau.

Dans le laboratoire, Sparks-Stokes travaille sur des plateaux remplis de poussière et de flocons de couleur sable. « Voyez-vous ces minuscules particules scintillantes dans cette poussière qui ressemble à du sable brillant ? Une grande partie de ce matériau brillant est du quartz, le feldspath et le mica de la poussière volcanique conservés dans la poterie cuite.

"Nous avons des conditions parfaites dans ces milieux empochés et protégés où les vents ont peu d'effet d'érosion, " ajoute Sparks-Stokes, se référant aux gouffres de Serpent Mound et du site de Wynema dans les régions de la vallée de l'Ohio.

"Nous avons daté les sédiments préservés contenant du platine et comparé ces dates à l'activité volcanique de l'hémisphère occidental de la même époque et associé cela à des modèles de changement climatique erratiques au cours de cette période en raison de ces événements volcaniques."

L'identification des particules de platine dans les anciennes cendres volcaniques est la première étape. La datation des sédiments à l'aide de la géochronologie est la prochaine étape, c'est là qu'intervient le géologue de l'UC Lewis Owen.

"En plus de la datation au radiocarbone, Owen a ajouté son expertise en luminescence stimulée optiquement à une suite de technologies scientifiques que nous appelons datation chronométrique, " note Tankersley. " Nous avons comparé ces résultats à nos artefacts typologiquement et temporellement distinctifs, ce qui nous a permis d'identifier les événements volcaniques qui étaient déjà connus de ces époques dans le temps."

Entre un rocher et un endroit "chaud"

Les volcans réguliers éjectent des millions de pieds cubes de cendres et de débris sur tout un état. Mais comme le souligne Tankersley, les supervolcans peuvent dévaster tout un continent, et la moitié des super volcans de la Terre se sont produits en Amérique du Nord.

La dernière éruption de haute magnitude a créé une mini-ère glaciaire qui a conduit à un changement climatique dramatique. Le plus grand impact d'un autre événement catastrophique surviendrait des mois après l'explosion, cependant, car le résultat le plus meurtrier de ces événements n'est pas tant les cendres qui tombent au sol mais les gaz qui restent dans l'air, ajoute Tankersley.

"Les volcans explosifs font exploser des matériaux dans la stratosphère, " explique Warren Huff, membre de l'équipe de recherche, Professeur émérite de géologie à l'UC. "L'explosion libère du dioxyde de soufre gazeux, qui se transforme en gouttelettes d'aérosol d'acide sulfurique qui voyagent ensuite dans l'atmosphère terrestre grâce aux courants de vent.

"Plus de 200 millions de tonnes de dioxyde de soufre, propulsé dans les airs et répandu dans le monde entier par les vents stratosphériques, peut produire un voile couvrant la terre coupant une grande partie de la lumière du soleil. Lorsque l'ombre atténue la chaleur du soleil pendant de longues périodes, la terre se refroidit."

Les volcanologues trouvent actuellement un brassage de supervolcan actif sous 3, 400 miles carrés de nature sauvage protégée dans le parc national de Yellowstone au nord-ouest du Wyoming. Il a explosé plusieurs fois entre 2,1 millions d'années et 830, il y a 000 ans.