Quand les volcans éclatent, ces monstres géologiques produisent d'énormes nuages ​​de cendres et de poussière - des panaches qui peuvent noircir le ciel, arrêter le trafic aérien et atteindre des hauteurs d'environ 25 milles au-dessus de la surface de la Terre.

Une nouvelle étude menée par l'Université du Colorado Boulder suggère que ces cendres volcaniques peuvent également avoir une plus grande influence sur le climat de la planète que les scientifiques ne le soupçonnaient auparavant.

La nouvelle recherche, publié dans la revue Communication Nature , examine l'éruption du mont Kelut (ou Kelud) sur l'île indonésienne de Java en 2014. S'appuyant sur des observations réelles de cet événement et des simulations informatiques avancées, l'équipe a découvert que les cendres volcaniques semblent être sujettes à la flânerie, restant dans l'air pendant des mois ou même plus après une éruption majeure.

"Ce que nous avons trouvé pour cette éruption, c'est que les cendres volcaniques peuvent persister longtemps, " dit Yunqian Zhu, auteur principal de la nouvelle étude et chercheur scientifique au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) du CU Boulder.

Cendres persistantes

La découverte a commencé par une observation fortuite :des membres de l'équipe de recherche pilotaient un avion sans pilote près du site de l'éruption du mont Kelut, un événement qui a couvert de cendres une grande partie de Java et a chassé les gens de chez eux. Dans le processus, l'avion a repéré quelque chose qui n'aurait pas dû être là.

"Ils ont vu de grosses particules flotter dans l'atmosphère un mois après l'éruption, " dit Zhu. "Ça ressemblait à de la cendre."

Elle a expliqué que les scientifiques savent depuis longtemps que les éruptions volcaniques peuvent avoir des conséquences néfastes sur le climat de la planète. Ces événements projettent d'énormes quantités de particules riches en soufre dans l'atmosphère terrestre, où elles peuvent empêcher la lumière du soleil d'atteindre le sol.

Les chercheurs n'ont pas pensé, cependant, cette cendre pourrait jouer un grand rôle dans cet effet de refroidissement. Ces morceaux de débris rocheux, les scientifiques ont raisonné, sont si lourds que la plupart d'entre eux tombent probablement des nuages ​​​​volcaniques peu de temps après une éruption.

L'équipe de Zhu voulait savoir pourquoi ce n'était pas le cas avec Kelut. En s'appuyant sur les observations aériennes et satellitaires de la catastrophe en cours, le groupe a découvert que le panache du volcan semblait être rempli de petites et légères particules de cendres, de minuscules particules susceptibles de flotter dans l'air pendant de longues périodes, un peu comme duvet de pissenlit.

"Les chercheurs ont supposé que la cendre est similaire au verre volcanique, " dit Zhu. " Mais ce que nous avons découvert, c'est que ces flottants ont une densité qui ressemble plus à de la pierre ponce. "

Molécules en voie de disparition

Le co-auteur de l'étude, Brian Toon, a ajouté que ces particules ressemblant à de la pierre ponce semblent également modifier la chimie de l'ensemble du panache volcanique.

Toon, professeur au LASP et au Département des sciences atmosphériques et océaniques du CU Boulder, a expliqué que les volcans en éruption crachent une grande quantité de dioxyde de soufre. De nombreux chercheurs supposaient auparavant que ces molécules interagissent avec d'autres dans l'air et se transforment en acide sulfurique, une série de réactions chimiques qui, théoriquement, pourrait prendre des semaines à compléter. Observations d'éruptions réelles, cependant, suggèrent que cela se produit beaucoup plus rapidement que cela.

« Il y a eu une énigme sur la raison pour laquelle ces réactions se produisent si rapidement, " dit Toon.

Lui et ses collègues pensent avoir découvert la réponse :ces molécules de dioxyde de soufre semblent se coller aux particules de cendres flottant dans l'air. Dans le processus, ils peuvent subir des réactions chimiques à la surface de la cendre elle-même, tirant potentiellement environ 43 % de plus de dioxyde de soufre de l'air.

Cendre, en d'autres termes, peut accélérer la transformation des gaz volcaniques dans l'atmosphère.

L'impact de ces nuages ​​de cendres sur le climat n'est pas clair. Les particules de longue durée dans l'atmosphère pourraient, théoriquement, assombrir et même aider à refroidir la planète après une éruption. Des cendres flottantes pourraient également souffler depuis des sites comme Kelut jusqu'aux pôles de la planète. Là, cela pourrait déclencher des réactions chimiques qui endommageraient la très importante couche d'ozone de la Terre.

Mais les chercheurs disent qu'une chose est claire :quand un volcan souffle, il est peut-être temps de prêter beaucoup plus d'attention à toutes ces cendres et à leur véritable impact sur le climat de la Terre.

"Je pense que nous avons découvert quelque chose d'important ici, " dit Toon. " C'est subtil, mais cela pourrait faire une grande différence."