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Les catastrophes naturelles ayant une incidence majeure sur le climat ne datent pas d’hier. À preuve, des chercheurs de l’Institut Niels Bohr peuvent désormais lier la plus importante éruption volcaniques des derniers millions d’années – survenue en Indonésie il y a 74 000 ans – avec des changements climatiques à l’échelle mondiale et aux effets ressentis sur les premiers humains.

L’éruption survenue il y a 74 000 ans fut la plus puissante des deux derniers millions d’années

Le volcan en question, le Toba, est situé sur l’île de Sumatra, tout près de l’équateur. L’éruption colossale a créé un cratère d’environ 50 kilomètres de diamètre. Lors de l’éruption, 2500 kilomètres cube de lave ont été expulsé, soit environ deux fois le volume du Mont Everest. L’éruption était 5000 fois plus vaste que cette du Mont St. Helens, survenue en 1980 aux États-Unis. En fait, l’éruption du Toba est la plus importante à être survenue sur Terre au cours des deux derniers millions d’années.

Le volcan a projeté d’immenses nuages de cendre et d’acide sulfurique dans l’atmosphère et jusque dans la stratosphère, où le tout s’est répandu partout sur la planète, dans les deux hémisphères, avant de retomber sous forme de pluie acide.

« Nous avons désormais découvert cette pluie acide dans les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. Nous avions depuis longtemps une idée de la profondeur à laquelle les traces de l’éruption du Toba pourraient être découvertes dans la calotte du Groenland, mais nous n’avons pas trouvé de cendre, alors nous ne pouvions être sûrs. Désormais, cependant, nous avons trouvé la même série de couches acides provenant de Toba au Groenland et en Antarctique. Nous avons compté les couches annuelles entre les pics acides des deux calottes glaciaires et elles correspondent », explique le glaciologue Anders Svensson, du Centre de la glace et du climat de l’Institut Niels Bohr, à l’Université de Copenhague.

« Cela signifieque nous pouvons comparer la glace des deux endroits avec une précision annuelle et donc combiner notre savoir des changements climatiques des hémisphères nord et sud », ajoute-t-il.

Les chercheurs ont longtemps spéculé sur les impacts climatiques d’une éruption si gigantesque. Les énormes nuages de particules de souffre qui ont été projetés dans l’atmosphère ont formé une couverture qui empêchait les radiations solaires de toucher le sol, ce qui a provoqué un refroidissement. Mais de quelle amplitude et pendant combien de temps? Les modèles ont démontré qu’une telle éruption pourrait provoquer un refroidissement de 10 degrés de la température mondiale moyenne, et ce pendant des décennies.

L’éruption pourrait d’ailleurs continuer d’avoir un impact majeur sur la nature, l’environnement et les humains dans de grandes sections de l’Asie, où une couche claire de cendres provenant de l’éruption a été découverte.

L’éruption est survenue à un moment charnière de l’histoire de l’humanité, approximativement au moment où nos ancêtres ont entamé un exode massif, les Homo sapiens partant d’Afrique vers l’Asie, et les chercheurs croient que les humains vivant jusqu’à 2000 km de distance, dans l’est de l’Inde, ont été affectés par l’éruption, qui a fait rage pendant des semaines.

Les archéologues, cependant, ne s’entendent vraiment pas sur les conséquences de l’éruption du Toba pour les gens vivants dans les régions de l’Asie qui ont été touchées par la catastrophe. Les spéculation vont de pratiquement aucun effet à une extermination quasi totale de la population dans de grandes zones.

« La nouvelle localisation précise de l’éruption dans la glace offrira aux archéologues un contexte climatique, ce qui aidera à trouver plus de réponses sur cette période critique de l’histoire de l’humanité », affirme M. Svensson. En plus de pouvoir calculer le possible impact d’une nouvelle éruption.

La Terre est la seule planète à contenir de vastes réserves d’eau en son sol. Mais est-ce bien le cas? Après avoir analysé le contenu en eau de deux météorites provenant de Mars ont découvert que la quantité d’eau présente dans certaines parties du manteau martien (ou la croûte martienne) est beaucoup plus importante que les précédentes estimations, et ressemble en fait à la Planète bleue. Ces résultats ne changent pas seulement les connaissances sur l’histoire géologique de Mars, mais ont également des implications sur la façon dont l’eau est apparue à la surface de la Planète rouge. Les données soulèvent même la possibilité que Mars ait pu abriter de la vie.

Le sous-sol martien contiendrait autant d’eau que le sous-sol terrestre

La recherche et l’analyse ont été menées par les scientifiques Francis McCubbin et Erik Hauri (et son équipe); les chercheurs ont examiné ce que l’on appelle des météorites shergottites. Il s’agit de météorites relativement jeunes qui proviennent d’une fonte partielle du manteau martien, soit la couche située sous la croûte, et se sont cristallisées en sous-sol et en surface. Ces météorites sont arrivées sur Terre après avoir été éjectées de Mars, il y a environ 2,5 millions d’années. Un véritable coup de chance pour la science, puisque la géochimie des météorites en révèlent beaucoup sur les processus géologiques vécus par la planète.

« Nous avons examiné deux météorites qui ont eu des histoires de création très différentes, a déclaré M. Hauri. L’une s’était considérablement mélangée à d’autres éléments lors de sa formation, alors que ce n’était pas le cas pour l’autre. Nous avons analysé la teneur en eau des minéraux et nous avons découvert qu’il y avait peu de différences entre les deux, même si la chimie de certains éléments était certainement différente. Les résultats laissent croire que l’eau a été incorporée lors de la formation de Mars et que la planète a été en mesure d’emmagasiner de l’eau en son sol par la suite. »

En fonction du contenu en eau des météorites, les chercheurs ont estimé que le manteau martien à partir duquel étaient originaires les météorites contenait entre 70 et 300 parties par million en eau. En comparaison, le manteau supérieur de la Terre contient approximativement de 50 à 300 parties par million en eau. M. Hauri et son équipe ont été en mesures de déterminer ces proportions à l’aide d’une technologie appelée spectrométrie de la masse ionique secondaire.

« Il y a eu d’importantes preuves de la présence d’eau liquide à la surface martienne depuis quelques temps, a dit M. Hauri. Nous nous interrogions donc à savoir pourquoi les estimations précédentes faisaient état d’une planète si sèche à l’intérieur. Cette nouvelle étude a du sens et suggère que les volcans ont pu être le véhicule pour transporter l’eau à la surface. »

De gigantesques éruptions volcaniques survenues au Nicaragua au cours des 70 000 dernières années pourraient avoir injecté assez de gaz dans l’atmosphère pour amincir temporairement la couche d’ozone, selon de récentes recherches. Si de telles éruptions survenaient aujourd’hui, elles pourraient provoquer l’expulsion de plus de deux fois la quantité de gaz nuisibles à l’ozone se trouvant actuellement dans l’atmosphère en raison de l’activité humaine.

Un volcan d’Amérique Centrale

Selon les chercheurs qui se sont penchés sur le phénomène, ces éruptions volcaniques massives ont été assez puissantes pour que leurs gaz, principalement des composés volatils comme le brome et le chlore, atteignent la stratosphère et ayant un effet sur la couche protectrice d’ozone.

Le volcanologue chimiste Steffen Kutterolf s’est pour sa part penché sur la quantité de gaz relâchés lors des éruptions. En analysant les gaz emmagasinés dans des minéraux cristallisés dans les chambres de magma des volcans de 14 éruptions nicaraguayennes, il a été en mesure de déterminer que les concentrations de brome et de chlore dans la stratosphère ont bondi de 200 à 300 pour cent par rapport aux concentrations de ces gaz mesurées en 2011. L’éruption du Haut Apoyo, par exemple, il y a 24 500 ans, a relâché 120 millions de tonnes de chlore et 600 000 tonnes de brome dans la stratosphère.

Les gaz sulfatés en aérosol des volcans peuvent, à eux seuls, mener à une augmentation de l’ozone dans l’atmosphère, si les niveaux de chlore sont plus bas que les niveaux mesurés à l’époque industrielle, indique Kirstin Krüger, une autre membre de l’équipe de recherche. Le brome et le chlore sont toutefois des gaz halogènes, dont les atomes ont une configuration de sept électrons dans leur structure externe. Pour atteindre une configuration stable de huit électrons, ces atomes arracheront des électrons aux molécules qu’ils rencontrent, comme l’ozone. L’expulsion de ces gaz provoque généralement un amincissement de la couche d’ozone atmosphérique.

« Comme nous avons un mélange de brome et de chlore, nous croyons que cela peut mener à une sérieuse diminution » de la quantité d’ozone, explique Mme Krüger. « Et cela, ce n’est qu’avec une seule éruption. »

En raison de ces effets dans la stratosphère, où les gaz volcaniques peuvent être transportés à travers la planète, les éruptions de volcans situés dans les tropiques pourraient provoquer une diminution de l’ozone dans une vaste zone, mentionne la chercheuse, allant même jusqu’à toucher l’ozone au-dessus des régions polaires. Certains gaz expulsés par les volcans peuvent demeurer dans la stratosphère pendant des périodes allant jusqu’à six ans, a-t-elle ajoutée, bien que les principaux impacts des éruptions de grands volcans se fassent sentir dans les deux premières années.

La prochaine étape de la recherche, indique Mme Krüger, est d’enquêter sur les dommages causés à la couche d’ozone par les gaz volcaniques par le passé – et ce que les dommages pourraient être lors de futures éruptions de volcans de l’Amérique Centrale.

Il semblerait que la Vallée de la Mort porte bien son nom, deux fois plutôt qu’une : selon des géologues du Earth Institute, aux États-Unis, la région extrêmement aride touchant à la Californie et au Nevada présenterait des risques d’activité volcanique inconnus jusqu’à présent.

Le cratère Ubehebe, dans la Vallée de la Mort. Photo : Brent Goehring / Lamont-Doherty Earth Observatory

Au dire des chercheurs, le cratère Ubehebe, d’une largeur d’environ un kilomètre, aurait été créé beaucoup plus récemment qu’estimé, et il existerait des risques de nouvelle explosion encore aujourd’hui.

Jusqu’à maintenant, les géologues n’avaient qu’une idée vague de l’âge du cratère d’un peu moins de 200 mètres de profondeur, qui s’est formé lorsqu’une coulée de lave a frappé une poche d’eau souterraine, déclenchant une explosion. L’estimé le plus répandu situait l’événement à 6000 ans, en raison, en partie, d’artéfacts autochtones trouvés sous des débris.

Une équipe du Lamont-Doherty Earth Observatory de l’Université Columbia a utilisé des isotopes de roches expulsées du cratère pour établir que la formation géologique n’était âgé que de 800 ans. Cette « jeunesse » géologique pourrait signifier qu’il existe encore des risques d’éruption ou de tremblement de terre. Les scientifiques pensent également qu’il y a encore suffisamment d’eau sous la surface et de magma pour éventuellement provoquer une nouvelle réaction. C’est d’ailleurs ce qui est indiqué dans l’étude, dont les résultats ont été publiés dans la plus récente édition de la publication Geophysical Research Letters.

Lorsque le cratère Ubehebe – l’un d’une dizaine de cratères semblables rassemblés dans une zone d’environ trois kilomètres carrés du Parc national de la Vallée de la Mort – s’est formé, l’explosion a projeté des roches sédimentaires, de la cendre volcanique et des gaz mortels aux alentours.

Si un tel événement devait se reproduire, explique Brent Goehring, l’un des coauteurs de l’étude, « un nuage semblable à celui créé par une explosion atomique serait créé et s’effondrerait en un genre de beigne avant de prendre de l’expansion à près de 300 kilomètres / heure ». Toute créature se trouvant à trois kilomètres ou moins du cratère serait mortellement projetée, suffoquée, brûlée et bombardée de débris, précise-t-il.

« Ce serait intéressant à observer, mais j’aimerais me trouver à une quinzaine de kilomètres du site », ajoute le chercheur.

Du côté des responsables du parc national, la prudence est de mise. « Nous avions traditionnellement vu (le cratère) comme un objet statique, mais nous savions qu’il pouvait redevenir actif », indique la géologue Stephanie Kyriazis. Selon les scientifiques, toute reprise de l’activité volcanique serait précédée de signes annonciateurs, une bonne nouvelle pour ce parc qui accueille environ un million de visiteurs par année.

Selon le U.S. Geological Survey, une explosion du genre devrait se produire à tous les 200 ans du côté du Parc national de Yellowstone, réputé pour son activité volcanique et sismique, ainsi que pour ses geysers.

Comme à l’habitude, l’équipe de Pieuvre.ca vous offre ses choix journalistiques de la semaine. En ce dimanche pluvieux, prenez le temps de relaxer et de parcourir les quelques textes que nous avons rassemblés pour votre plaisir. Bonne lecture!

Suggestions de Mathieu Labrie:

• Société

Where Home Is Really About Getting Away From It All (Sarah Maslin Nir, New York Times, 14 avril 2010)

Envie de décrocher? De vous retrouver seul et de pouvoir vivre en parfaite harmonie avec la nature? Sachez que c’est possible, mais selon l’auteur de l’article et les gens interviewés, bien peu pourraient vivre en exil, loin de tout le grouillement de la société actuelle.

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• Économie

Volcanic Ash Costing Airlines US$ 200 Million a Day (Emily Mathieu, The Toronto Star, 16 avril 2010)

Découvrez l’impact financier de l’éruption du volcan Eyjafjallajökul en Islande.

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Les suggestions d’Hugo Prévost

• Société

Les journalistes tombent de leur piédestal (Monique Dagnaud, Slate.fr, 15 avril 2010)

L’auteure se penche ici sur le cas de la crédibilité journalistique en France, qui en prend pour son rhume depuis quelques années. Comment interpréter cette distanciation entre la population – toujours affamée d’info – et les journalistes, ceux qui ne font que rapporter la nouvelle?

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• Économie

US Military warns oil output may dip causing massive shortages by 2015 (Terry Macalister, The Guardian, 11 avril 2010)

Sortie étonnante que celle de l’armée américaine, qui a lancé un appel à la réduction de la consommation de pétrole, craignant une telle hausse de la demande que le monde risquerait une pénurie globale d’ici 2015. Cette dernière serait de l’ordre d’un manque à gagner de 10 millions de barils par jour, un chiffre impressionnant.

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