L'éruption du mont Pinatubo en 1991 a eu un impact important sur le climat, baisse de la température moyenne mondiale d'environ 0,5°C. Comme les fameuses éruptions du Krakatau (1883) et du Tambora (1815), Pinatubo est situé sous les tropiques, qui a été considéré comme un facteur important sous-jacent à son fort forçage climatique. Cependant, un groupe de recherche international dirigé par le GEOMAR vient de publier une étude dans la revue Géosciences de la nature qui montre que les éruptions extratropicales explosives peuvent avoir un fort impact sur le climat, trop.

Au cours des dernières décennies, éruptions extratropicales dont Kasatochi (Alaska, NOUS., 2008) et Sarychev Peak (Russie, 2009) ont injecté du soufre dans la basse stratosphère. Le forçage climatique de ces éruptions a, cependant, été faible et de courte durée. Jusque là, les scientifiques ont largement supposé que cela reflétait une règle générale selon laquelle les éruptions extratropicales conduisent à un forçage plus faible que leurs homologues tropicales. Des chercheurs du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, l'Université d'Oslo, l'Institut Max Planck de météorologie à Hambourg avec des collègues suisses, le Royaume-Uni et les États-Unis contredisent maintenant cette hypothèse dans le journal international Géosciences de la nature .

"Nos enquêtes montrent que de nombreuses éruptions volcaniques extratropicales dans le passé 1, 250 ans ont causé un refroidissement de surface prononcé sur l'hémisphère nord, et en fait, les éruptions extratropicales sont en fait plus efficaces que les éruptions tropicales en termes de quantité de refroidissement hémisphérique par rapport à la quantité de soufre émis par les éruptions, " dit le Dr Matthew Toohey de GEOMAR, premier auteur de la présente étude.

Le refroidissement à grande échelle après les éruptions volcaniques se produit lorsque les volcans injectent de grandes quantités de gaz sulfureux dans la stratosphère, une couche de l'atmosphère qui commence à environ 10 à 15 kilomètres d'altitude. Là, les gaz de soufre produisent une brume d'aérosol sulfurique qui persiste pendant des mois ou des années. Les aérosols réfléchissent une partie du rayonnement solaire entrant, qui ne peuvent plus atteindre les basses couches de l'atmosphère et la surface de la Terre.

Jusqu'à maintenant, l'hypothèse était que les aérosols des éruptions volcaniques dans les tropiques ont une durée de vie stratosphérique plus longue car ils doivent migrer vers les latitudes moyennes ou élevées avant de pouvoir être éliminés. Par conséquent, ils auraient un effet plus important sur le climat. Les aérosols provenant d'éruptions à des latitudes plus élevées seraient éliminés de l'atmosphère plus rapidement.

Les récentes éruptions extratropicales, qui a eu des effets minimes mais mesurables sur le climat, correspond à cette image. Cependant, ces éruptions étaient beaucoup plus faibles que celle du Pinatubo. Pour quantifier l'impact climatique des éruptions extratropicales vs tropicales, Le Dr Toohey et son équipe ont comparé de nouveaux, reconstructions à long terme de l'injection de soufre stratosphérique volcanique à partir de carottes de glace avec trois reconstructions de la température estivale de l'hémisphère nord à partir de cernes d'arbres remontant à 750 CE. Étonnamment, les auteurs ont découvert que les éruptions explosives extratropicales produisaient un refroidissement hémisphérique beaucoup plus fort en proportion de leur libération estimée de soufre que les éruptions tropicales.

Pour comprendre ces résultats, Le Dr Toohey et son équipe ont effectué des simulations d'éruptions volcaniques aux latitudes moyennes à élevées avec des quantités de soufre et des hauteurs d'injection égales à celles de Pinatubo. Ils ont constaté que la durée de vie de l'aérosol de ces éruptions explosives extratropicales n'était que légèrement inférieure à celle des éruptions tropicales. Par ailleurs, l'aérosol était principalement contenu dans l'hémisphère de l'éruption plutôt que globalement, ce qui a renforcé l'impact climatique dans l'hémisphère de l'éruption.

L'étude montre ensuite l'importance de la hauteur d'injection dans la stratosphère sur l'impact climatique des éruptions extratropicales. "Les injections dans la stratosphère extratropicale la plus basse conduisent à des aérosols de courte durée, tandis que ceux avec des hauteurs stratosphériques similaires à Pinatubo et les autres grandes éruptions tropicales peuvent conduire à des durées de vie des aérosols à peu près similaires aux éruptions tropicales, " déclare la co-auteure Prof. Dr. Kirstin Krüger de l'Université d'Oslo.

Les résultats de cette étude aideront les chercheurs à mieux quantifier le degré d'impact des éruptions volcaniques sur la variabilité climatique passée. Cela suggère également que le climat futur sera affecté par des éruptions extratropicales explosives. "Il y a eu relativement peu de grandes éruptions explosives enregistrées dans les extratropicaux par rapport aux tropiques au cours des derniers siècles, mais ils arrivent certainement, ", explique le Dr Toohey. L'épisode de refroidissement le plus fort de l'hémisphère nord des 2500 dernières années a été initié par une éruption extratropicale en 536 CE. Cette nouvelle étude explique comment l'éruption de 536 CE a pu produire un refroidissement aussi fort.