Le changement climatique aura aussi un impact sur les éruptions volcaniques

Vir­gi­nie Pinel. Pour qu’une érup­tion se pro­duise, le mag­ma doit arri­ver à la sur­face de la terre. Or des chan­ge­ments en sur­face peuvent favo­ri­ser la pro­duc­tion de mag­ma en pro­fon­deur ou encore faci­li­ter sa remon­tée¹.

Pre­nons ce der­nier exemple : le mag­ma est moins dense que les roches qui l’entourent, il remonte donc vers la sur­face grâce à la pous­sée d’Archimède [N.D.L.R : tout comme de l’huile plon­gée dans l’eau]. Si la charge pré­sente au-des­sus de la chambre mag­ma­tique dimi­nue, le mag­ma peut remon­ter plus rapi­de­ment. C’est pré­ci­sé­ment ce qu’il se pro­duit lors de la fonte des gla­ciers liée au chan­ge­ment cli­ma­tique cau­sé par les acti­vi­tés humaines. Lorsqu’un gla­cier dimi­nue en épais­seur ou en lar­geur, un réser­voir de mag­ma en pro­fon­deur peut rompre et le mag­ma remon­ter à la sur­face. Cela d’autant plus que le vol­can est proche de l’éruption !

VP. La fonte des gla­ciers sur de grandes éten­dues aug­mente la pro­duc­tion de mag­ma en pro­fon­deur. À l’inverse, pour les vol­cans sous-marins, la hausse du niveau des mers liée au chan­ge­ment cli­ma­tique d’origine humaine aug­mente la pres­sion sur les chambres mag­ma­tiques. Cela pour­rait dimi­nuer la pro­duc­tion de magma.

VP. Oui, notam­ment dans les traces géo­lo­giques du vol­ca­nisme pas­sé. Nous obser­vons des chan­ge­ments d’activité vol­ca­nique liés aux chan­ge­ments cli­ma­tiques pas­sés. Par exemple en Islande, les taux d’éruption vol­ca­nique ont été 30 à 50 fois plus impor­tants qu’aujourd’hui suite aux impor­tantes dégla­cia­tions du pas­sé (la der­nière ayant eu lieu il y a 10 000 ans). Mais des effets sont éga­le­ment enre­gis­trés sur le vol­ca­nisme actuel, en par­ti­cu­lier en Islande où l’on peut obser­ver une sai­son­na­li­té des érup­tions liée aux varia­tions d’épaisseur de neige.

Tho­mas J. Aubry. Il est encore com­pli­qué d’attribuer la sur­ve­nue d’une érup­tion au chan­ge­ment cli­ma­tique. Nous pou­vons attri­buer le déclen­che­ment de cer­taines érup­tions aux pré­ci­pi­ta­tions, en par­ti­cu­lier sur les vol­cans dont l’histoire érup­tive et le sys­tème mag­ma­tique sont bien connus. Les pré­ci­pi­ta­tions – modi­fiées elles aus­si par le chan­ge­ment cli­ma­tique – peuvent s’infiltrer en pro­fon­deur et réagir avec le sys­tème mag­ma­tique pour déclen­cher une érup­tion. Mais pour une érup­tion par­ti­cu­lière, il est com­pli­qué d’attribuer de manière robuste le double lien entre l’éruption et les pré­ci­pi­ta­tions, ain­si qu’entre les pré­ci­pi­ta­tions et le chan­ge­ment climatique.

TA. Oui, de nom­breux pro­ces­sus érup­tifs sont influen­cés. En par­ti­cu­lier, l’hydrologie de sur­face affecte énor­mé­ment le style érup­tif. Si le mag­ma ren­contre une calotte gla­ciaire ou un lac à son arri­vée en sur­face, l’éruption dégage beau­coup plus d’énergie et le panache vol­ca­nique atteint une hau­teur plus impor­tante. Le chan­ge­ment cli­ma­tique influence cette hydro­lo­gie de surface.

L’autre effet du cli­mat sur l’éruption concerne la remon­tée du panache vol­ca­nique dans l’atmosphère. Sa hau­teur est prin­ci­pa­le­ment contrô­lée par l’intensité de l’éruption (évo­quée pré­cé­dem­ment), mais aus­si par les gra­dients de tem­pé­ra­tures et de den­si­té de l’atmosphère. Dans les zones tro­pi­cales, le chan­ge­ment cli­ma­tique modi­fie la tro­po­sphère – les 16 kilo­mètres les plus bas de l’atmosphère – d’une façon telle que les panaches montent moins. La hau­teur des panaches pour­rait dimi­nuer de 1 à 2 km d’ici la fin du siècle si nous conti­nuons à émettre des gaz à effet de serre. En dehors des zones tro­pi­cales, l’impact du chan­ge­ment cli­ma­tique sur les panaches est lié aux régimes des vents, qui varient beau­coup selon les régions et l’altitude.

TA. Nous menons actuel­le­ment des tra­vaux visant à réa­li­ser cette car­to­gra­phie des vol­cans les plus sen­sibles au chan­ge­ment cli­ma­tique. Gros­siè­re­ment, nous savons que cela concerne les régions où la fonte des gla­ciers est rapide, comme l’Islande ou le Chi­li, ain­si que les vol­cans qui sont très affec­tés par les pré­ci­pi­ta­tions comme en Indo­né­sie. Une étude publiée en 2022² montre que 716 vol­cans à tra­vers le monde – soit 58 % des vol­cans aériens actifs – seront affec­tés par des pré­ci­pi­ta­tions plus extrêmes à mesure que les tem­pé­ra­tures glo­bales vont conti­nuer de grim­per. Nous pou­vons donc nous attendre à poten­tiel­le­ment plus d’éruptions.

VP. L’autre effet de ces pré­ci­pi­ta­tions extrêmes est l’augmentation des risques secon­daires, en par­ti­cu­lier les lahars. La fonte des glaces et les pluies extrêmes peuvent déclen­cher ces cou­lées de boue com­po­sées des cendres d’anciennes érup­tions vol­ca­niques : ce phé­no­mène contri­bue de manière signi­fi­ca­tive au nombre de décès liés au vol­ca­nisme à tra­vers le monde. Cela concerne de nom­breux sites volcaniques.

TA. Dans les régions par­ti­cu­liè­re­ment sen­sibles au chan­ge­ment cli­ma­tique, nous esti­mons que la fré­quence et l’in­ten­si­té des érup­tions seront modi­fiées à mesure que le réchauf­fe­ment glo­bal aug­mente. Les agences gou­ver­ne­men­tales se penchent déjà sur ces chan­ge­ments. Dans le pas­sé, les chan­ge­ments cli­ma­tiques ont pro­vo­qué des effets spec­ta­cu­laires sur les érup­tions vol­ca­niques. Mais il faut tout de même rela­ti­vi­ser : ces chan­ge­ments cli­ma­tiques pas­sés étaient d’une plus grande ampleur, on ne s’attend pas à des modi­fi­ca­tions aus­si impor­tantes. En revanche, l’une de nos moti­va­tions à tra­vailler sur le sujet est de mettre en évi­dence les consé­quences de nos acti­vi­tés. Si nous n’atténuons pas suf­fi­sam­ment le chan­ge­ment cli­ma­tique, nous irons jusqu’à modi­fier les sys­tèmes géo­lo­giques. Je trouve cela incroyable…

VP. Concer­nant la ges­tion des risques, les effets du chan­ge­ment cli­ma­tique ont aus­si un impact sur la pré­vi­sion des érup­tions. La fonte des glaces et les chan­ge­ments de pré­ci­pi­ta­tions induisent des dépla­ce­ments du sol : or ce sont les dépla­ce­ments du sol liés aux pro­ces­sus vol­ca­niques – comme la remon­tée du mag­ma – qui per­mettent d’anticiper les érup­tions. Les effets du chan­ge­ment cli­ma­tique brouillent le signal.

TA. Les effets de l’activité vol­ca­nique sur le cli­mat sont bien connus : il est en effet cru­cial de bien com­prendre l’impact des pro­ces­sus natu­rels sur le cli­mat pour mesu­rer les effets des acti­vi­tés humaines. L’inverse est beau­coup moins étu­dié. Seul le lien entre les dégla­cia­tions et les érup­tions vol­ca­niques a pu être lar­ge­ment explo­ré grâce aux enre­gis­tre­ments géologiques.

VP. La dif­fi­cul­té de ce domaine d’étude repose sur l’échelle de temps. Les sys­tèmes vol­ca­niques se mettent en place au cours de plu­sieurs cen­taines de mil­liers d’années, alors que le chan­ge­ment cli­ma­tique se déroule sur quelques décen­nies. Nous n’avons pas encore assez de recul pour avoir une vision claire des modi­fi­ca­tions en cours sur l’activité vol­ca­nique. Reste que le chan­ge­ment cli­ma­tique repré­sente pour nous une oppor­tu­ni­té de mieux com­prendre les fac­teurs qui modulent et déclenchent les érup­tions, comme une expé­rience gran­deur nature.

Anaïs Marechal