Les grands épanchements basaltiques engendreraient un bref hiver volcanique suivi par un réchauffement du climat. © Jagoush, Adobe Stock
Planète

Les grandes éruptions volcaniques ne refroidissent pas le climat, elles le réchauffent !

ActualitéClassé sous :Environnement , climatologie , climat martien

Une nouvelle étude montre que lors de certaines grandes éruptions volcaniques, notamment celles ayant participé aux différentes extinctions de masse, l'hiver volcanique est rapidement suivi par un long réchauffement du climat.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Interview : les trois plus grandes éruptions volcaniques de l'Histoire  Les volcanologues sont sans cesse confrontés à des éruptions volcaniques. Néanmoins, certaines sont particulièrement brutales ou intenses. Futura-Sciences a rencontré Jacques-Marie Bardintzeff, docteur en volcanologie, pour savoir quelles sont les trois plus grandes éruptions volcaniques connues. 

Parmi les manifestations volcaniques qu'a connues la Terre au cours de son histoire, les grands épanchements basaltiques sont certainement les plus dévastateurs. Si les éruptions explosives, comme celles du Hunga-Tonga Ha’apai en janvier dernier, sont particulièrement spectaculaires et peuvent causer d'importants dégâts notamment en raison du risque de tsunami, ce type d'éruption ne se produit généralement que sur une durée relativement courte, de quelques heures à quelques jours. À l'inverse, les grands épanchements basaltiques se caractérisent par l'émission de gigantesques volumes de lave sur des périodes de plusieurs centaines d'années. Ces éruptions cataclysmiques se produisent par séries, l'ensemble de l'activité volcanique pouvant ainsi s'étaler sur plusieurs centaines de milliers d'années.

Les grands épanchements basaltiques en cause dans la plupart des extinctions de masse

Ces épisodes volcaniques produisent d'épais plateaux basaltiques désignés sous le nom de Grandes provinces magmatiques. Les laves, très fluides, peuvent en effet s'écouler sur des distances considérables, recouvrant des dizaines de milliers de kilomètres carrés. Les coulées successives vont également s'accumuler jusqu'à atteindre une épaisseur de plus de 1.000 mètres.

Exemple de plateau basaltique formé lors d'un épisode d'épanchement basaltique, Moses Coulee, États-Unis. © Wikimedia Commons, domaine public

Si ces événements volcaniques majeurs ont contribué de manière significative à la croissance de la croûte continentale, ils sont également souvent associés aux grandes extinctions de masse qui ont jalonné l'histoire de la Terre. Les Traps du Deccan auraient ainsi contribué à l’extinction des dinosaures. De même, les extinctions marquant la fin du Permien, la fin du Trias et le Toarcien sont à chaque fois associées à la formation de Grandes provinces magmatiques (respectivement les Traps de Sibérie, la Province Magmatique de l'Atlantique Central et les Provinces Magmatiques de Karoo-Ferrar). Car ces éruptions s'accompagnent d'une importante émission de gaz et de particules, qui va venir modifier le climat mais également la chimie des océans.

Un bref hiver volcanique suivi d’un long réchauffement

De précédentes études ont montré que les importantes quantités de gaz, de poussières et notamment d'acide sulfurique (H2SO4) délivrées dans l'atmosphère lors des grandes éruptions pouvaient engendrer un refroidissement global du climat. La présence de ces aérosols dans l'atmosphère perturbe en effet la transmission du rayonnement solaire jusqu'au sol. Ce phénomène climatique est connu sous le nom d'hiver volcanique et a été observé après l'explosion du lac Toba il y a 74.000 ans, ou encore après l'éruption des champs Phlégréens, il y a 36.000 ans.

Les importantes quantités de gaz et de poussières émises lors des grandes éruptions induisent en premier lieu un hiver volcanique, suivi par un réchauffement de l'atmosphère. © Wead, Adobe Stock

Cependant, une nouvelle étude, publiée dans la revue Geophysical Research Letters, montre que les grands épanchements basaltiques auraient plutôt tendance à réchauffer le climat. Le responsable n'en serait d'ailleurs pas le CO2, mais la vapeur d'eau ! Les chercheurs du Goddard Space Flight Center à la Nasa ont ainsi observé les résultats sur le climat d'une simulation d'éruption volcanique d'une durée de quatre ans, en se basant sur les volumes de gaz émis lors des grands épanchements basaltiques.

Il apparaît qu'un bref refroidissement survient effectivement dans un premier temps, mais que cet épisode climatique est rapidement remplacé par un réchauffement de l'atmosphère. En cause, deux mécanismes : la destruction à grande échelle de la couche d’ozone et le réchauffement de la haute atmosphère par la vapeur d'eau.

Un mécanisme à l’origine de la disparition de l’eau sur Mars ?

En effet, les aérosols formés à partir de l'acide sulfurique reflètent la lumière du soleil, induisant dans un premier temps un refroidissement du climat, mais ils absorbent en même temps les radiations infrarouges. Ce processus va entraîner un réchauffement de la haute troposphère et de la basse stratosphère. Cette zone normalement sèche va alors se charger en vapeur d'eau. Or, la vapeur d'eau est un gaz à effet de serre très efficace, capable d'émettre des radiations infrarouges vers le sol. La surface de la Terre va ainsi progressivement se réchauffer. Mais la présence d'eau dans la stratosphère va également entraîner la destruction de la couche d'ozone. Dans leur simulation, les chercheurs observent ainsi une réduction drastique de la couche d'ozone, de l'ordre des deux tiers à l'échelle globale. Comme si la planète tout entière n'avait plus qu'une épaisseur d'ozone comparable au « trou » actuellement présent au niveau de l'Antarctique.

La disparition de l'eau de la surface de la surface de Mars pourrait être expliquée par un mécanisme similaire, en lien avec de longues périodes d'activité volcanique. © Nasa, JPL-Caltech, USGS

Ces résultats pourraient notamment permettre d'expliquer pourquoi Mars est aujourd'hui si pauvre en eau. La planète aurait en effet connu d'importants épisodes d'épanchements basaltiques, qui auraient alors contribué à l'évaporation de l'eau dans son atmosphère, favorisant l'échappement dans l'espace des molécules d'hydrogène. Sur de très longues périodes de temps, ce processus aurait bien pu mener à l'assèchement de ses océans.


Soutenez votre média scientifique indépendant : découvrez nos formules d'abonnements !

4 bonnes raisons de s’abonner à Futura sur Patreon :

  1. Un site sans aucune publicité à partir de 3,29 euros par mois.
  2. C’est sans engagement.
  3. Des accès à des contenus prioritaires, en avant-première, rien que pour vous.
  4. Vous soutenez notre activité de la meilleure manière possible. Une réelle motivation pour nous !
Découvrez l'univers Futura sur Patreon !
Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !