Le lac Atitlán au Guatemala est un magnifique lac situé dans la caldeira formée en raison de l'éruption du supervolcan Los Chocoyos. L'événement a eu d'énormes impacts sur la circulation atmosphérique dans les tropiques selon une nouvelle étude. Crédit :Steffen Kutterolf/GEOMAR
La question de ce qui se passe dans l'atmosphère lorsqu'un supervolcan entre en éruption, préoccupe depuis un certain temps les scientifiques en chimie atmosphérique et en météorologie. Maintenant, une équipe de recherche de l'UiO, GEOMAR, NCAR, et MPI-M ont travaillé ensemble et se rapprochent d'une réponse. Ils présentent leurs nouvelles découvertes dans la revue Lettres de recherche géophysique .
L'objet de leur intérêt est arrivé ∼75, Il y a 000 ans dans les hautes terres du Guatemala, l'éruption du supervolcan Los Chocoyos. Aujourd'hui, le site de l'éruption est une énorme caldeira, la caldeira d'Atitlán (14,6°N, 91,2°O). La caldeira, maintenant un lac, se trouve à environ 1, 563 mètres d'altitude, bordé de trois volcans en forme de cône :Atitlán, Tolimane, et San Pedro.
Lorsque le volcan est entré en éruption, il avait une magnitude de huit, le classement le plus élevé sur l'indice d'explosivité volcanique (VEI).
Le plus beau lac du monde
L'explorateur et naturaliste allemand Alexander von Humbolt (1769-1859) l'a appelé « le plus beau lac du monde » (Wikipédia). La beauté du lac Atitlán est bien connue, et aujourd'hui c'est l'un des points forts du paysage au Guatemala, et une attraction touristique nationale et internationale. Il est entouré de petits villages mayas.
Bien que le volcan soit maintenant mort, la caldeira témoigne de la puissance de l'éruption dans le passé, récemment décrit dans une étude :A history of violence :Magma incubation, Horaire, et la distribution des téphras de la superéruption de Los Chocoyos (Atitlán Caldera, Guatemala) par Cisneros et al (2021) dans Journal of Quaternary Science.
L'éruption est connue comme l'un des plus grands événements volcaniques des 100 dernières, 000 ans, et devait être un enfer de magma, explosions et explosions de gaz.
Rejet de composants chimiques dans l'atmosphère
Des échantillons de dépôts analysés dans les couches géologiques après l'événement montrent que lorsque l'éruption s'est produite, il a également émis d'énormes quantités de soufre, du chlore et du brome dans l'atmosphère. Les cendres volcaniques après l'explosion de Los Chocoyos se trouvent à plusieurs endroits dans les hautes terres du Guatemala et dans les dépôts marins des carottes des grands fonds du Pacifique, le golfe du Mexique et même dans l'océan Atlantique.
L'équipe de recherche a émis l'hypothèse que des émissions aussi importantes dues à l'explosion auraient des conséquences sur plusieurs décennies pour l'atmosphère et le climat mondial. Mais pour combien de temps ? Et quelle force et quel volume les émissions auraient-elles ?
Le lac Atitlán couvre 127,7 kilomètres carrés. Le lac occupe une vallée endiguée de cendres volcaniques, il fait 320 mètres de profondeur, 19 kilomètres de long et 10 kilomètres de large (Britannica). Crédit :Alejandro Cisneros/Université de Heidelberg
Pour aller plus loin sur ces questions, l'équipe de recherche a dû utiliser des modèles de simulation qui représentent la connaissance actuelle du système climatique. Avec cette approche, cela leur a permis de simuler l'impact d'une éruption de type Los Chocoyos, et l'effet d'énormes quantités d'émissions dans l'atmosphère (Brenna et al 2020 ACP).
Perturbation durable du système éolien zonal
L'effet que l'émission aurait sur l'oscillation quasi-biennale (QBO) était particulièrement intéressant. un changement alterné tous les deux ans des directions des vents zonaux dans la stratosphère sous les tropiques. La stratosphère est la deuxième couche de l'atmosphère terrestre d'environ 15 à 50 km d'altitude.
"Une éruption à cette dimension fournirait des quantités d'aérosols et de composants chimiques à l'atmosphère, et selon nos simulations de modèle, l'éruption provoquerait une perturbation de ∼10 ans du vent QBO, " dit Kirstin Krüger, auteur de l'étude. "Le changement du QBO aurait commencé 4 mois après l'éruption, avec des vents d'est anormaux durant ∼5 ans, suivi de vent d'ouest, avant de revenir à des conditions QBO normales, mais avec une périodicité légèrement prolongée."
Cette perturbation du système éolien est le résultat du réchauffement de l'air causé par les aérosols, et un effet de refroidissement causé par l'appauvrissement de la couche d'ozone après l'éruption. Ce réchauffement vs refroidissement interagit avec la propagation des ondes atmosphériques et a évolué pour perturber le QBO.
Un événement géologique à fort impact
Les chercheurs ont testé le scénario d'émissions sur différents ensembles de modèles, et sur différents scénarios de forçage volcanique. Les résultats de ces études complémentaires ont confirmé les premiers résultats. Ils ont également répété les simulations avec un deuxième modèle, ce qui conforte également la robustesse des premiers résultats.
La nouvelle étude, Publié dans Lettres de recherche géophysique , met en lumière ce qui se passe lorsqu'un tel supervolcan entre en éruption. Cela durera plusieurs années, les émissions auront un pic, et il peut avoir le pouvoir de modifier temporairement les régimes des vents dans la stratosphère tropicale.
Supervolcans d'aujourd'hui
Il s'agit aujourd'hui d'une vingtaine de supervolcans dans le monde. L'un des plus célèbres est la caldeira de Yellowstone aux États-Unis. Yellowstone est connu pour avoir eu deux éruptions VEI 8 dans le passé (environ 2,1 millions et 640, il y a 000 ans).
