Comment l’éruption volcanique du Hunga Tonga a-t-elle relâché l’équivalent en eau de 58 000 piscines de taille olympique dans la stratosphère, engendrant un léger réchauffement
Comme l’a détecté une sonde de la NASA, la quantité massive de vapeur d’eau libérée par l’explosion de Tonga dans l’atmosphère de notre planète pourrait temporairement réchauffer la Terre.
Image d’entête : un astronaute à bord de la Station spatiale internationale a pris une photo du panache de cendres de l’éruption volcanique Hunga Tonga, le lendemain de l’éruption. (NASA)
L’éruption du volcan Hunga Tonga, le 15 janvier dernier, a déclenché un boum sonique qui a fait deux fois le tour du globe et a provoqué un tsunami dans le monde entier.
Précédemment :
Un énorme panache de vapeur d’eau a également été libéré dans la stratosphère terrestre par l’éruption sous-marine dans l’océan Pacifique Sud, suffisamment pour remplir plus de 58 000 piscines de taille olympique. La simple quantité de vapeur d’eau pourrait suffire à affecter temporairement la température moyenne de la Terre.
Eruption du Hunga Tonga en janvier 2022, vue par le satellite météorologique japonais Himawari 8. (Japan Meteorological Agency)
Selon Luis Millán, spécialiste de l’atmosphère au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Californie du Sud :
Nous n’avons jamais rien vu de tel.
Les nouvelles recherches menées par Millán ont examiné la quantité de vapeur d’eau stratosphérique injectée par l’éruption volcanique de Tonga. La stratosphère se situe entre 12 et 53 kilomètres au-dessus de la surface de la planète.
Image satellite du Hunga Tonga intact en avril 2015, des années avant qu’une éruption volcanique sous-marine explosive n’oblitère la majeure partie de l’île polynésienne en janvier 2022. (NASA Earth Observatory/ Jesse Allen/ Landsat/ U.S. Geological Survey)
On estime que l’éruption du Tonga a injecté environ 146 téragrammes de vapeur d’eau dans la stratosphère, soit environ 10 % de l’eau déjà présente dans cette couche. (1 téragramme équivaut à 1 000 000 000 kg).
C’est presque quatre fois la quantité de vapeur d’eau que les scientifiques estiment que l’éruption du mont Pinatubo, en 1991, a produite dans la stratosphère.
Millán a utilisé les données collectées par le MLS (Microwave Limb Sounder) du satellite Aura de la NASA, qui mesure les gaz atmosphériques, dont la vapeur d’eau et l’ozone. Les relevés de vapeur d’eau sont montés en flèche après l’éruption du volcan Tonga.
Selon Millán :
Nous avons dû inspecter soigneusement toutes les mesures dans le panache pour nous assurer qu’elles étaient fiables.
La stratosphère est rarement envahie par l’eau à la suite d’éruptions volcaniques. La NASA a pris des mesures pendant 18 ans, et seules deux autres éruptions ont envoyé de la vapeur d’eau à des altitudes aussi élevées : l’éruption du stratovolcan de l’île Kasatochi en 2008 en Alaska et l’éruption du Calbuco en 2015 au Chili.
Par rapport à l’éruption de Tonga, il ne s’agissait que de simples bouffées d’air, et la vapeur d’eau des deux éruptions s’est rapidement dissipée. En revanche, l’excès de vapeur d’eau injecté par le volcan Tonga pourrait rester dans la stratosphère pendant de nombreuses années.
En augmentant la vapeur d’eau atmosphérique, certaines réactions chimiques pourraient être stimulées, aggravant ainsi temporairement l’appauvrissement de la couche d’ozone. En outre, elle pourrait affecter la température de la surface.
Lorsque des gaz, des poussières et des cendres sont émis par des éruptions volcaniques massives comme celles du Krakatoa et du mont Pinatubo, ils renvoient la lumière du soleil dans l’espace, ce qui refroidit la surface de la Terre.
En revanche, le volcan des Tonga a injecté peu d’aérosols dans la stratosphère, mais il a envoyé d’énormes quantités de vapeur d’eau. Cette dernière a piégé la chaleur, de sorte qu’elle pourrait avoir un léger effet de réchauffement pendant une courte période.
Les effets du changement climatique ne seraient pas exacerbés de façon notable par la vapeur d’eau supplémentaire évacuée de la stratosphère au bout d’un an environ.
L’eau a été injectée dans la stratosphère uniquement parce qu’une caldeira située sous le volcan se trouvait à environ 150 mètres sous le niveau de la mer. Elle se forme généralement lorsque le magma fait irruption ou s’écoule d’une chambre peu profonde située sous le volcan.
Un exemple de formation de caldeira. (USGS/ NPS)
Les valeurs de vapeur d’eau stratosphérique observées par Millán et ses collègues n’auraient pas été possibles si l’éruption avait été moins profonde. Si elle avait été plus profonde, les immenses pressions de l’océan l’auraient étouffée.
Comme le MLS observe les signaux micro-ondes naturels émis par l’atmosphère terrestre, il était bien placé pour détecter ce panache de vapeur d’eau. Cette technologie permet à MLS de mesurer la vapeur d’eau dans la stratosphère, même en présence d’obstacles comme les nuages de cendres, sans être aveuglé par ceux-ci.
Toujours selon Millán :
MLS était le seul instrument dont la couverture était suffisamment dense pour capter le panache de vapeur d’eau au moment où il s’est produit, et le seul qui n’a pas été affecté par les cendres libérées par le volcan.
L’étude publiée dans Geophysical Research Letters : The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai Hydration of the Stratosphere et présentée sur le site du Jet Propulsion Laboratory : Tonga Eruption Blasted Unprecedented Amount of Water Into Stratosphere.
