De nouvelles recherches suggèrent que les particules bloquant la lumière solaire provenant d'une éruption extrême ne refroidiraient pas les températures de surface sur Terre aussi sévèrement qu'on l'avait estimé précédemment.
Il y a environ 74 000 ans, le volcan Toba, en Indonésie, a explosé avec une force 1 000 fois plus puissante que l'éruption du mont St. Helens en 1980. Le mystère est de savoir ce qui s'est passé après cela, à savoir dans quelle mesure cette explosion extrême a pu refroidir les températures mondiales.
En ce qui concerne les volcans les plus puissants, les chercheurs spéculent depuis longtemps sur la manière dont le refroidissement global post-éruption – parfois appelé hiver volcanique – pourrait potentiellement constituer une menace pour l’humanité. Des études antérieures s’accordaient sur un certain refroidissement à l’échelle de la planète, mais divergeaient sur son ampleur. Les estimations varient de 3,6°F à 14°F (2°C à 8°C).
Dans une nouvelle étude publiée dans le Journal of Climate , une équipe du Goddard Institute for Space Studies (GISS) de la NASA et de l'Université Columbia à New York a utilisé une modélisation informatique avancée pour simuler des super-éruptions comme l'événement Toba. Ils ont découvert que le refroidissement post-éruption ne dépasserait probablement pas 1,5°C, même pour les explosions les plus puissantes.
"Les changements de température relativement modestes que nous avons trouvés les plus compatibles avec les preuves pourraient expliquer pourquoi aucune super-éruption n'a produit de preuves solides d'une catastrophe à l'échelle mondiale pour les humains ou les écosystèmes", a déclaré l'auteur principal Zachary McGraw, chercheur au NASA GISS et à l'Université de Columbia. .
Pour être qualifié de super éruption, un volcan doit libérer plus de 240 miles cubes (1 000 kilomètres cubes) de magma. Ces éruptions sont extrêmement puissantes et rares. La super-éruption la plus récente s'est produite il y a plus de 22 000 ans en Nouvelle-Zélande. L'exemple le plus connu est peut-être l'éruption qui a fait exploser le cratère de Yellowstone dans le Wyoming il y a environ 2 millions d'années.
McGraw et ses collègues ont cherché à comprendre ce qui était à l'origine de la divergence dans les estimations de température des modèles, car "les modèles sont le principal outil permettant de comprendre les changements climatiques survenus il y a trop longtemps pour laisser des traces claires de leur gravité". Ils se sont arrêtés sur une variable qui peut être difficile à cerner :la taille des particules microscopiques de soufre injectées à des kilomètres de hauteur dans l'atmosphère.
Dans la stratosphère (environ 6 à 30 milles d’altitude), le dioxyde de soufre gazeux des volcans subit des réactions chimiques pour se condenser en particules de sulfate liquide. Ces particules peuvent influencer la température de surface sur Terre de deux manières opposées :en réfléchissant la lumière solaire entrante (provoquant un refroidissement) ou en piégeant l'énergie thermique sortante (une sorte d'effet de serre).
Au fil des années, ce phénomène de refroidissement a également suscité des questions sur la manière dont les humains pourraient inverser le réchauffement climatique (un concept appelé géo-ingénierie) en injectant intentionnellement des particules d'aérosol dans la stratosphère pour favoriser un effet de refroidissement.
Les chercheurs ont montré dans quelle mesure le diamètre des particules d’aérosol volcanique influençait les températures post-éruption. Plus les particules sont petites et denses, plus leur capacité à bloquer la lumière du soleil est grande. Mais estimer la taille des particules est un défi car les superéruptions précédentes n’ont pas laissé de preuves physiques fiables. Dans l’atmosphère, la taille des particules change à mesure qu’elles coagulent et se condensent. Même lorsque les particules retombent sur Terre et sont conservées dans des carottes de glace, elles ne laissent pas de traces physiques claires en raison du mélange et du compactage.
En simulant des super-éruptions sur une gamme de tailles de particules, les chercheurs ont découvert que les super-éruptions pourraient être incapables de modifier considérablement les températures mondiales plus que les plus grandes éruptions des temps modernes. Par exemple, l'éruption du mont Pinatubo aux Philippines en 1991 a provoqué une baisse d'environ un demi-degré des températures mondiales pendant deux ans.
Luis Millán, un scientifique atmosphérique au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud qui n'a pas participé à l'étude, a déclaré que les mystères du refroidissement des super-éruptions appellent davantage de recherches. Il a déclaré que la voie à suivre consiste à procéder à une comparaison complète des modèles, ainsi qu'à davantage d'études en laboratoire et sur modèles sur les facteurs déterminant la taille des particules d'aérosols volcaniques.
Compte tenu des incertitudes persistantes, Millán a ajouté :"Pour moi, c'est un autre exemple de la raison pour laquelle la géo-ingénierie via l'injection d'aérosols stratosphériques est très loin d'être une option viable."
Plus d'informations : Zachary McGraw et al, Refroidissement global sévère après des super-éruptions volcaniques ? La réponse dépend de la taille inconnue des aérosols, Journal of Climate (2023). DOI :10.1175/JCLI-D-23-0116.1
Informations sur le journal : Journal sur le climat
Fourni par la NASA
