Le 15 janvier 2022, le volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha'Apai, situé au sud-ouest de l'océan Pacifique, entrait en éruption. Déclenchant au passage un gigantesque tsunami, et envoyant des quantités colossales d'eau dans l'atmosphère. Une nouvelle étude s'est penchée sur les conséquences de cette éruption, et a établi qu'elle serait la plus importante jamais observée par satellite.

C'était il y a un an : le 15 janvier 2022, le volcan sous-marinvolcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha'apai entrait en éruption provoquant la plus violente éruption du XXIe siècle. Alors que l'explosion a été entendue jusqu'à plus de 8 000 kilomètres du point d'origine, elle a généré un gigantesque panache de cendres et de gazgaz atteignant 58 kilomètres de hauteur, ainsi que l'émissionémission d'une grande quantité de vapeur d'eau, et un tsunami de 90 mètres de hauteur.

De nombreuses analyses ont suivi, étudiant la propagation des différentes ondes sismiques émises lors de l'éruption, scrutant les images satellite de l'événement. Une dernière étude publiée dans Science Advances s'est penchée cette fois sur le couplage d'ondes terrestres et atmosphériques résultant de l'éruption. Elle cite comme conséquences de l'éruption « près de 590 000 éclairséclairs, des ondes observées à l'échelle mondiale dans l'ionosphèreionosphère et l'atmosphère et des ondes marines mondiales, en partie provoquées par une onde de gravitégravité acoustique atmosphérique et des ondes sismiques mondiales ».

Trois contributions fondamentales au moment de l'éruption

Les chercheurs se sont d'abord concentrés sur les « trois contributions fondamentales aux mouvementsmouvements du sol détectés par les sismomètres pour l'éruption des Tonga en 2022 : les ondes sismiques directes du processus éruptiféruptif lui-même et deux interactions supplémentaires associées aux perturbations atmosphériques produites par l'éruption ». Leur but : reconstruire la propagation des ondes au cours des 4,5 heures qui ont suivi l'explosion. « Ici, nous considérons les interactions solidessolides Terre-atmosphère qui produisent des ondes sismiques émanant de la source pour fournir des informations sur les processus de la source sismique tout au long de l'étape la plus énergétique de l'éruption », détaillent-ils.

Ils expliquent ainsi, comme représenté sur la figure ci-dessous, qu'il s'est produit à la fois une contre-réaction vers le bas provoquée par l'éjection de gaz et de vapeur, et une déflation (ou dégonflement) du réservoir de magmamagma, puisque celui-ci s'est épuisé. C'est la combinaison des deux, additionnée à des ondes de gravité acoustique (ondes de Lamb), qui a ensuite causé les différents mouvements terrestres et atmosphériques à la suite de l'éruption. La partie (B) schématise la génération d'ondes de Rayleigh, qui ont un mouvement complexe en forme d'ellipse. S'ensuivent alors toutes les autres ondes sismiques, enregistrées par différentes stations sismiques sur Terre, mais aussi d'autres conséquences enregistrées cette fois par des observations satellite.

Représentation schématique des principaux mécanismes qui ont contribué aux mouvements du sol lors de l'éruption. © Ricardo Garzon-Girón et <em>al., Sciences Advances</em>, 2023
Représentation schématique des principaux mécanismes qui ont contribué aux mouvements du sol lors de l'éruption. © Ricardo Garzon-Girón et al., Sciences Advances, 2023

L'éruption la plus puissante depuis celle du mont Saint Helens en 1980

À partir de différents enregistrements satellitaires, recueillis par des appareils placés au minimum à 755 km de l'île volcanique de l'arrière-arc, de différents modèles des processus éruptifs et des mouvements du sol, l'équipe est parvenue à détailler la source et reproduire l'ensemble des conséquences de l'éruption, et d'en déduire sa puissance.

Ils ont ainsi établi une force cumulée sur les 4,5 heures évaluées juste après l'éruption de 3 millions de milliards de newton-secondes (Ns), dépassant d'un facteur 2 les précédentes évaluations. Ils ont aussi établi que « les forces maximales de l'éruption sont d'environ un ordre de grandeurordre de grandeur supérieur à celles de l'éruption du mont Saint Helens de 1980 ».

Quant à l'éruption du mont Pinatubo en 1991, aucune étude sur l'éruption ne permet de la comparer avec celle du Honga Tunha-Hunga Ha'apai. Si bien qu'ils en ont conclu que l'éruption était la plus importance jamais observée par satellite, et « la plus grande explosion volcanique depuis l'éruption du mont Pinatubo en 1991, aux Philippines, et peut-être l'éruption la plus explosive depuis l'éruption du Krakatoa en Indonésie en 1883 ou l'éruption de Novarupta en 1912, dans le groupe Katmai de la péninsulepéninsule d'Alaska ».