Une éruption surtseyenne est une éruption volcanique en eau peu profonde. Il porte le nom de l'île Surtsey, au large de l'Islande. En 2015, une éruption surtseyenne dans l'archipel des Tonga a créé l'île Hunga Tonga-Hunga Ha'apai. Malgré les probabilités, cette île est toujours là près de cinq ans plus tard.

Heureusement, les scientifiques disposent d'abondantes ressources pour étudier l'ensemble de ce phénomène. Ces types d'éruptions sont difficiles à étudier, puisqu'ils se produisent sous l'eau, et souvent dans des endroits éloignés. Ils ont également tendance à s'éroder rapidement. Mais les satellites d'observation de la Terre changent cela, et Hunga Tonga-Hunga Ha'apai est le premier du genre à être étudié de manière intensive, surtout lors de sa formation.

Jim Garvin et Dan Slayback sont deux scientifiques de la NASA qui ont étudié l'île volcanique. Ils se sont appuyés sur des satellites d'imagerie radar pour le faire, utilisant un radar à synthèse d'ouverture (SAR). SAR peut voir à travers les nuages ​​et peut voir la nuit, fournissant des images haute résolution de l'île. En 2018, Garvin, Slayback, et d'autres scientifiques ont publié un article sur leurs observations dans le journal AGU Lettres géophysiques . L'article est intitulé "Surveillance et modélisation de l'évolution rapide de la plus récente île volcanique de la Terre :Hunga Tonga Hunga Ha'apai (Tonga) à l'aide d'observations par satellite à haute résolution spatiale".

Avant l'éruption, il y avait deux petites îles à proximité. Ils se trouvaient dans un endroit relativement isolé, à environ 30 kilomètres (19 miles) de l'île tongane de Fonuafo'ou. Le 19 décembre, 2014, les pêcheurs ont repéré un panache de vapeur blanche s'élevant de sous l'eau. Des images satellites du 29 décembre montrent le panache. Finalement, un nuage de cendres s'est élevé à 3 kilomètres dans le ciel le 9 janvier, 2015. Avant le 11 janvier, le panache a atteint 9 kilomètres (30, 000 pieds) de haut.

Avant le 26 janvier, Les autorités tonganes ont déclaré l'éruption terminée. À ce moment, l'île mesurait 1 à 2 kilomètres (0,62 à 1,24 miles) de large, 2 kilomètres (1,2 miles) de long, et 120 mètres (390 pieds) de haut.

Au cours de 2015, l'île s'est quelque peu stabilisée, grâce à la redistribution de la matière volcanique et à son « altération hydrothermale ». L'île avait un lac de cratère au milieu, qui a finalement été érodée. Puis un banc de sable s'est formé, le refermer à nouveau, et en le protégeant des vagues de l'océan. Finalement, les cendres et les sédiments ont élargi l'isthme le reliant à Hunga Tonga au nord-est.

L'équipe qui étudie cette île volcanique a développé deux scénarios pour son avenir.

Le premier voit une érosion accélérée due aux vagues océaniques, et dans six ou sept ans, seul le pont terrestre reliant les deux îles subsisterait. Ce qu'on appelle le "cône de tuf" serait érodé. Le deuxième scénario voit une érosion plus lente, avec le cône de tuf intact jusqu'à 30 ans.

L'île volcanique a le plus changé au cours de ses six premiers mois. À ce moment-là, Slayback et Garvin pensaient que l'île pourrait disparaître rapidement. Lorsque la barrière protégeant le lac de cratère et le cône de tuf ont été emportés, ils pensaient que la disparition de l'île était proche. Mais le banc de sable réapparut.

"Ces falaises de cendres volcaniques sont assez instables, " a déclaré le spécialiste de la télédétection et co-auteur Dan Slayback de la NASA Goddard dans un communiqué de presse.

Cette nouvelle île volcanique et ses voisines sont situées au-dessus du bord nord d'une caldeira d'un volcan sous-marin beaucoup plus grand. Tout ce complexe s'élève à 1400 mètres (4, 593 pieds) au-dessus du fond de l'océan, et la plus grande caldeira mesure environ 5 kilomètres (3 miles) de diamètre.

En 2017, Le scientifique de la NASA, Jim Garvin, a déclaré :"Les îles volcaniques sont parmi les reliefs les plus simples à réaliser. Notre intérêt est de calculer à quel point le paysage tridimensionnel change au fil du temps, en particulier son volume, qui n'a été mesuré que quelques fois sur d'autres îles de ce type. C'est la première étape pour comprendre les taux et les processus d'érosion et pour déchiffrer pourquoi l'île a persisté plus longtemps que la plupart des gens ne s'y attendaient."

Dan Slayback a visité l'île en octobre 2019, et a écrit dans un article de blog :« Nous avons fait de nombreuses observations utiles, collecté de bonnes données, et a acquis une compréhension plus pratique à l'échelle humaine de la topographie du lieu (comme le fait que les îles préexistantes adjacentes et leurs rivages rocheux ressemblent presque à des forteresses dans leur inaccessibilité). Nous avons aussi vu des choses inaccessibles depuis l'espace, comme les centaines de sternes fuligineuses nicheuses, et les détails de la végétation émergente."

Une connexion martienne ?

Garvin et Slayback pensent que leur étude de ce volcan n'est pas seulement utile pour comprendre notre propre planète; ils pensent que cela pourrait faire la lumière sur les processus sur Mars.

"Utiliser la Terre pour comprendre Mars, c'est, bien sûr, quelque chose que nous faisons, " Garvin a dit, notant les similitudes de l'érosion sur l'île et les cicatrices laissées par d'anciennes éruptions dans les mers peu profondes sur Mars. "Mars n'a peut-être pas un endroit exactement comme celui-ci, mais reste, il témoigne de l'histoire de l'eau persistante de la planète."

Mars n'est pas sans volcans. En réalité, il abrite le plus grand volcan du système solaire, maintenant en sommeil. Olympus Mons s'élève sur près de 22 kilomètres (13,6 miles ou 72, 000 pieds) au-dessus de la surface de Mars. C'est le grand-père des volcans. Mais Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) de la NASA a trouvé des champs de volcans plus petits. Ces volcans ont peut-être déjà fait éruption dans les océans martiens, profondément dans le passé géologique de cette planète. Ces paysages survivants pourraient nous dire quelque chose sur la façon dont ces anciens volcans ont réagi à l'environnement actif de Mars.