28 juin 2011

Volcans et climat : introduction : le changement climatique en 535

Une série que nous propose Bernard Duyck sur son excellent blog, EARTH OF FIRE. Vous pourrez y suivre les articles suivants de la série.
Le dernier lien cité dans cet article provient du laboratoire de Los Alamos, celui qui est menacé actuellement par un incendie...

En guise d’introduction au thème  « L’action des volcans sur le climat », une analyse de la catastrophe climatique qui a marqué les années 535et 536, sur base d’écrits historiques et corroborée par des études récentes.
 
- Procope de Césarée (en grec Προκόπιος Καισαρεύς), est un historien byzantin du 6° siècle, dont l'œuvre constitue un récit détaillé du règne de l'empereur Justinien. Il raconte que : « Au cours de l’année 536, un présage d’épouvante se manifeste. Le soleil délivre sa lumière sans brillance, il ressemble de plus à un soleil en éclipse, il ne rayonne pas de façon nette ».

- Cassiodorus, un sénateur romain, écrit aussi : « nous avons un hiver sans tempêtes, un printemps sans douceur, un été sans chaleur. … nous trouvons deux éléments contre nous : un gel perpétuel et une sécheresse non naturelle ».

- Des documents d’époque, datés du règne du Roi Arthur en Angleterre, parlent d’un terrible « brouillard sec » obscurcissant le soleil, causant l’échec des cultures en Europe, et responsable des étés froids, secs, et accompagnés de famine en Chine.

Les analyses dendrochronologiques (*) européennes ont confirmé de nombreuses années de faible croissance, à cette époque ; de même que celle des carottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique a révélé une teneur élevée en poussières atmosphériques sulfureuses.
 
(*) : La dendrochronologie est une méthode scientifique permettant en particulier d'obtenir des datations de pièces de bois à l’année près en comptant et en analysant la morphologie des anneaux de croissance (ou cernes) des arbres. Elle permet également de reconstituer les changements climatiques et environnementaux.                             

 
- Les écrits historiques de Michel le Syrien, un patriarche de l’église orthodoxe Syriaque, en témoignent aussi : « Le soleil s’est obscurci et cette obscurité a duré 18 mois. Chaque jour, il ne s’est montré que durant quatre heures, et sa lumière était faible. Les fruits ne mûrissent pas et le vin a le goût des grappes acides » … ces écrits furent analysés par la Nasa , car ils mentionnent des changements climatiques, connus maintenant pour leur lien avec les éruptions volcaniques.
 
Divers évènements au niveau mondial accompagnent cette période de catastrophes agricoles et d’émergence de la peste : la mort de civilisations anciennes, en Perse, en Indonésie, celle de la culture Nazca en amérique du sud et de civilisations en Arabie du sud, le schisme de l’Empire romain, la renaissance d’une Chine unifiée, l’origine et l’extension de l’Islam …

Les hypothèses émises par les scientifiques pour expliquer cette calamité climatique sont de plusieurs ordres, et bien que celle de la collision avec un astéroïde ou une comète soit séduisante, on retiendra plutôt que ces évènements furent causés par une éruption volcanique massive.
Cette éruption a envoyé tant de dioxyde de soufre dans la stratosphère qu’un « hiver volcanique » en a résulté.
                          


Le dioxyde de soufre réagit avec les molécules d’eau pour former des micro-gouttelettes d’acide sulfurique et un aérosol hautement réfléchissant, qui va induire une réduction de la quantité de lumière solaire entrante dans notre atmosphère.
Pour obtenir de tels effets sur le climat, il faut avoir affaire à des éruptions « colossales », de VEI 6 ou 7, de puissance telle qu’on n’en rencontre qu’une tous les millénaires.
 
Le VEI – Volcanic Explosivity Index –  est une échelle logarithmique utilisée pour qualifier l’importance d’une éruption volcanique. Créée par Newhall et Self, en 1982, elle intègre les données quantitatives et la description subjective d’observateurs pour donner à chaque éruption un degré de magnitude. Son échelle va de 0 à 8. Le tableau ci-dessous est une mise à jour du Global Volcanism Program, par Simkin et Siebert (1994) sur base de l’échelle de Newhall et Self.

Attribution des effets climatiques :
 
La calamité climatique des années 535-536 n’est toujours pas attribuée avec certitude : deux volcans du sud-est asiatique sont mis en cause, individuellement ou peut-être ensemble.
- L’éruption du Rabaul, situé en Papouasie-Nouvelle Guinée, et en rapport avec la formation de sa caldeira, est datée au radiocarbone de 540 +/- 100 ans ; Son VEI est de 6 pour un volume de téphra émis de 11 milliards de m³.
 
- Des écrits Chinois et Indonésiens – dont le « Livre des anciens rois » , le « Pustaka Raja Purwa » - décrivent de rares phénomènes atmosphériques pouvant être liés à l’éruption d’un volcan de l’arc indonésien … en cause celle du Proto-Krakatau.
Une expédition d’Haraldur Sigurdsson a permis de retrouver des dépôts pyroclastiques épais suggérant un effondrement de caldeira marquant le Proto-Krakatau, daté du 6° siècle.
La bathymétrie confirme une caldeira de 40 à 60 km. de diamètre effondrée sous le niveau marin ; comme le suggère les anciennes histoires Javanaises, cet effondrement pourrait avoir créé le détroit de la Sonde, séparant Sumatra de Java.

La formation d’une telle caldeira implique l’éruption de plusieurs centaines de kilomètres-cubes de débris pyroclastiques  et une interaction entre le magma et l’eau de mer à une échelle énorme. Des simulations par ordinateur nous donnent des chiffres impressionnants : un panache montant entre 25.000 et 50.000 mètres, accompagné de la vaporisation de 50 à 100 km³ d’eau de mer dans l’atmosphère, formant, selon le Los Alamos National Laboratory, une couche de nuages de glace et poussières super fines (< 10 µ) couvrant les deux hémisphères.
  
Une ancienne carte de l’Amirauté Britannique, d’avant l’éruption du Krakatau en 1883, témoigne de zones de faibles profondeurs dans le détroit et de la présence des îles de Krakatau, Bezee, Sebooko, et Rajah Bassa ; ces îles seraient les vestiges d’évents volcaniques entourant les flancs du Proto-Krakatau, prédécesseur du Krakatau. En mettant en communication ces évents, on délimite une caldeira d’un diamètre d’environ 50 km., centrée dans l’actuel détroit de la Sonde, à 20 km. au nord-est du Krakatau.
 
Certes l’étude des panaches volcaniques, de leur dissipation, de leur impact sur l'albédo (*) global, la hauteur de la tropopause (*) et l’ozone stratosphérique est à parfaire … elle fera connaître l’impact de certaines éruptions sur la déstabilisation du climat pouvant atteindre les années suivants celle-ci, et parfois toucher plusieurs décades.
Sociologiquement, l’effet-domino que ces phénomènes peuvent avoir sur l’agriculture, l’économie, la politique et la religion révèle le rôle du volcanisme et démontre, si besoin en est, l’intime lien entre la nature et la vie de l’homme.

(*) : L'albédo est une grandeur sans dimension, rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface à l'énergie solaire incidente.
La tropopause est la limite supérieure de la troposphère et la limite inférieure de la stratosphère. Il s'agit d'une couche plus ou moins épaisse où la température est stable alors qu'on observe une décroissance de celle-ci dans l'atmosphère à partir du sol et une augmentation par la suite dans la stratosphère à cause de l'absorption des rayons ultraviolets par l'ozone. La tropopause est ainsi la partie la plus froide de la basse atmosphère (-50 à -65 °C)
 
Sources :
- Global Volcanism Program - VEI
- “Were the Dark ages triggered by volcano-related climate changes in the 6th century ? – by Ken Wohletz / Los Alamos National Laboratory. - link
 
PS : les photos à partir d'un blog over-blog ne passent pas. Si quelqu'un peut me dire pourquoi.

1 commentaire:

  1. Bonsoir Helios, faut regarder sur google à "comment ça marche", ça m'arrive avec hotmail, je dois voir si une réponse à ce problème s'y trouve. Pas le temps, je lis et transfert beaucoup B.B.B. M'enfin il serait question de photos en lien relatif, ou en lien absolu....que l'ordi ne sait pas transformer....STOP ! j'y comprends rien ! AMITIES PS suis preneur de conseils. DANYSIS

    RépondreSupprimer