Tout comme un adolescent qui veut vieillir, les volcans peuvent mentir sur leur âge, ou du moins sur leurs activités. Pour les enfants, ce sont peut-être de petits mensonges blancs, mais les volcans peuvent raconter de gros mensonges avec de grandes conséquences.

Notre recherche, publié aujourd'hui dans Communication Nature , découvre un de ces mensonges volcaniques.

La datation précise des éruptions préhistoriques est importante car elle permet aux scientifiques de les corréler avec d'autres enregistrements, comme les grands tremblements de terre, Carottes de glace de l'Antarctique, événements historiques comme les jalons de la civilisation méditerranéenne, et des événements climatiques comme le petit âge glaciaire. Cela nous permet de mieux comprendre les liens entre le volcanisme et l'environnement naturel et culturel.

La dernière éruption violente de Taupo

Lac Taupo, dans l'île du Nord de la Nouvelle-Zélande, est un supervolcan de caldeira d'importance mondiale. La caldeira s'est formée après l'effondrement d'un toit de chambre magmatique suite à une éruption massive de plus de 20, il y a 000 ans.

Maintenant, il semble que l'éruption de Taupo qui s'est produite au début du premier millénaire ait menti sur son âge. Mais comme beaucoup de mensonges, il a finalement été découvert, et il révèle des processus passionnants que nous n'avions pas compris auparavant.

L'éruption du Taupo au premier millénaire a été datée de nombreuses fois au radiocarbone, donnant un écart étonnamment large d'âges entre 36CE et 538CE.

Datation radiocarbone des éruptions

La datation au radiocarbone des matières organiques est basée sur les concentrations de carbone 14 radioactif dans un échantillon restant après la mort des organismes. Au cours des deux dernières décennies, la méthode a été considérablement affinée en la combinant avec la dendrochronologie, l'étude des effets environnementaux sur la largeur des cernes des arbres au cours du temps.

La datation au radiocarbone des enregistrements des cernes des arbres a permis aux scientifiques de construire un enregistrement fiable de la concentration de carbone 14 dans l'atmosphère au fil du temps.

En principe, cet enregistrement composite permet de dater les éruptions en faisant correspondre la trace ondulante de carbone 14 dans un arbre tué par une éruption à la trace ondulante de carbone 14 atmosphérique de la courbe de référence (datation "wiggle-match").

Les scientifiques utilisent actuellement la datation par wiggle-match comme méthode de choix pour la datation des éruptions, mais la technique n'est pas valable si le gaz carbonique du volcan affecte la version d'un arbre de l'agitation.

L'effet du carbone volcanique sur les âges d'éruption

Notre étude a réanalysé la grande série de dates radiocarbone de l'éruption de Taupo et a constaté que les dates les plus anciennes étaient les plus proches de l'évent du volcan. Les dates étaient de plus en plus jeunes à mesure qu'elles s'éloignaient.

Ce modèle géographique inhabituel a été documenté très près (c'est-à-dire à moins d'un kilomètre) des cheminées volcaniques auparavant, mais jamais à l'échelle de dizaines de kilomètres. Deux âges d'allumettes, tiré de la même forêt, situé à environ 30km du lac de la caldeira, étaient parmi les dates les plus anciennes de la série de dates.

Cette influence élargie du volcan peut s'expliquer par l'influence des eaux souterraines sous le lac et ses environs. L'arbre à allumettes Taupo poussait dans une forêt dense dans une vallée marécageuse où le dioxyde de carbone volcanique suintait du sol et était incorporé dans les arbres.

Le rapport du carbone 13 au carbone 12 (les deux isotopes stables du carbone) dans l'eau moderne du lac Taupo et de la rivière Waikato nous indique que le dioxyde de carbone volcanique pénètre dans les eaux souterraines à partir d'un corps magmatique sous-jacent.

Peut-on prévoir de grandes éruptions sur des décennies ?

Notre étude montre qu'un volume important et croissant de gaz carbonique contenant ces isotopes stables a été émis depuis les profondeurs du volcan préhistorique Taupo. Il a ensuite été redistribué par l'immense système d'eaux souterraines de la région, s'incorporant finalement au bois des arbres datés.

L'augmentation a été suffisamment importante sur plusieurs décennies pour modifier considérablement les rapports des différents isotopes du carbone dans le bois de l'arbre. La forêt a ensuite été tuée par la dernière partie de la série d'éruptions de Taupo. Mais la dilution du carbone 14 atmosphérique par le carbone volcanique a fait apparaître les datations au radiocarbone des arbres de l'éruption du Taupo entre 40 et 300 ans.

Le changement précurseur des ratios de carbone nous donne un moyen d'avoir un aperçu de la prévision des futures éruptions, un objectif central en volcanologie. Nous avons constaté que les datations au radiocarbone et les données isotopiques qui sous-tendent l'âge de « correspondance de mouvement » actuellement accepté ont atteint un plateau (c'est-à-dire, cessé d'évoluer normalement). Cela signifiait que pendant plusieurs décennies avant l'éruption, les anneaux de croissance externes des arbres avaient des ratios de carbone « étranges », prévoir l'éruption imminente.

Nous avons réanalysé les données d'autres éruptions majeures, notamment à Rabaul en Papouasie-Nouvelle-Guinée et à Baitoushan à la frontière nord-coréenne avec la Chine et ont trouvé des modèles similaires. La chimie anormale imite mais dépasse l'effet Suess, qui a inversé l'évolution isotopique du carbone du bois post-industriel. Cela implique que les mesures des isotopes du carbone dans 200 à 300 anneaux annuels peuvent suivre les changements dans la source de carbone utilisée par les arbres poussant près d'un volcan, fournissant une méthode potentielle de prévision des futures grandes éruptions.

Nous prévoyons que cela fournira un axe important pour les futures recherches sur les supervolcans du monde entier.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.