Le super volcan Los Chocoyos au Guatemala, Amérique centrale, a éclaté vers 84, il y a 000 ans, et a été l'un des plus grands événements volcaniques des 100 derniers, 000 ans.

Des données pétrologiques récentes montrent que l'éruption de Los Chocoyos a libéré de grandes quantités de chlore et de brome gazeux qui appauvrissent la couche d'ozone.

Le volcan faisait partie du célèbre Ring of Fire, situé comme un fer à cheval autour et dans le Pacifique. C'est une zone sismique, et voici 75% de tous les volcans connus (à la fois actifs et dormants). Les volcans Atitlán et Tolimán ont suivi l'éruption de Los Chocoyos, et reste actif aujourd'hui.

Dans une éruption, les super volcans peuvent causer d'énormes destructions localement, mais ils ont également des impacts majeurs à travers le monde en raison des énormes émissions de gaz et de poussières dans l'atmosphère. Et comme le montre maintenant un groupe de recherche, ils peuvent provoquer des changements majeurs dans l'atmosphère sur plusieurs années.

Couche d'ozone affaiblie

D'après l'éruption de Los Chocoyos, des scientifiques de l'Université d'Oslo (UiO), GEOMAR et NCAR ont simulé les émissions de soufre gazeux et d'halogènes dans l'atmosphère à l'époque préindustrielle. Ils ont utilisé le modèle du système terrestre américain Community Earth System (CESM)/Whole Atmosphere Community Climate Model (WACCM) avec des « émissions » interactives d'aérosols et de gaz volcaniques dans l'atmosphère.

Les essais ont montré que des quantités élevées de sulfate et de profondeur optique d'aérosol (AOD) de l'éruption persisteraient pendant cinq ans dans l'atmosphère, et la quantité d'halogène resterait élevée pendant près de 15 ans.

En conséquence de ce changement dans la chimie atmosphérique, la couche d'ozone s'effondrerait. Les chercheurs ont constaté une réduction de 80 % de la couche d'ozone en moyenne mondiale.

"L'affaiblissement de l'ozone à cette échelle pourrait provoquer une augmentation de 550 % du rayonnement UV au cours des cinq premières années après l'éruption, qui pourraient avoir des impacts potentiels très graves sur l'homme et la biosphère, " dit Hans Brenna, premier auteur de l'étude. Il est doctorant au Département de géosciences de l'UiO et chercheur à l'Institut météorologique norvégien.

L'effet sur le climat après une éruption volcanique aussi énorme durera jusqu'à plusieurs décennies.

« La récupération des niveaux d'ozone et du climat d'avant l'éruption prend 15 ans et 30 ans, respectivement, selon les résultats des simulations. L'effet durable du refroidissement de la surface de la Terre est soutenu par une augmentation immédiate de la superficie de glace de mer dans l'Arctique, suivi d'une baisse du transport de chaleur océanique à 60° N vers l'océan Arctique. Cet effet persiste jusqu'à 20 ans, " dit Kirstin Krüger, professeur de météorologie à l'UiO.

L'effet de l'éruption frappe différemment

Les chercheurs ont également découvert que l'impact des éruptions volcaniques serait différent dans différentes parties du globe. Dans l'hémisphère nord, l'éruption provoquerait un refroidissement en raison de l'augmentation des aérosols atmosphériques, ce qui augmenterait les précipitations et entraînerait une baisse de la production primaire de plus de 25 %. Ils ont également constaté que la couverture de glace de mer augmenterait de 40 % au cours des 3 premières années.

A l'équateur et dans le nord de l'Afrique, l'éruption entraînerait une augmentation de l'humidité et entraînerait une production primaire beaucoup plus élevée au cours des cinq premières années suivant l'éruption. Il y aurait un déplacement de la zone de basse pression à l'équateur connue sous le nom de zone de convergence intertropicale (ITCZ), qui se déplacerait davantage vers les latitudes méridionales. En outre, la mer réagirait avec des mécanismes de type El Niño pendant les trois premières années; ceux-ci se déplaceront également vers le sud.

« Parce que les incertitudes des modèles pour la réponse climatique et la chimie atmosphérique dans les éruptions volcaniques sont grandes, des simulations comme la nôtre devraient être étayées par des échantillons physiques provenant de paléo-archives telles que des carottes de glace et de sédiments et une intercomparaison de modèles coordonnée, " dit Brenna.

La chimie de l'atmosphère, une discipline importante pour la recherche sur le climat

La chimie de l'atmosphère est une branche de la science atmosphérique dans laquelle la chimie de l'atmosphère terrestre et d'autres planètes est étudiée. C'est un domaine de recherche interdisciplinaire typique et s'appuie sur plusieurs disciplines et méthodes, comme la chimie environnementale, météorologie, modélisation informatique, physique et géologie, pour n'en nommer que quelques-uns. La recherche est de plus en plus liée à d'autres domaines, comme les études climatiques.

L'auteur principal de cet article, Hans Brenna, a reçu le prix Outstanding Student Poster et PICO (OSPP) de l'Union européenne des géosciences (EGU) en 2018 pour l'affiche intitulée "Global ozone depletion and augmentation of UV radiation made by pre-industrial tropical volcano eruptions".

Sur la base de cette affiche, ils ont été invités par EGU à écrire un article, et c'est maintenant dans la revue interactive en libre accès Chimie et physique de l'atmosphère .