Catégorie : tonga

Les chambres magmatiques du Hunga Tonga Hunga-Ha’apai // Hunga Tonga Hunga-Ha’apai’s magma chambers

L’éruption du Hunga Tonga Hunga-Ha’apai, le 15 janvier 2022, a été l’une des plus puissantes de l’histoire de l’humanité. Elle a déclenché la foudre la plus intense jamais enregistrée et le premier méga-tsunami documenté depuis l’Antiquité. Aujourd’hui, les scientifiques découvrent encore fréquemment de nouveaux éléments sur cet événement et sa source.
Dans une étude récente publiée dans la revue Science Advances, des scientifiques expliquent avoir enfin cartographié l’immense système d’alimentation magmatique qui a donné naissance à cette méga éruption. Elle a été ressentie dans le monde entier, mais le contexte sous-marin du volcan a toujours déconcerté les scientifiques qui tentent de comprendre comment une explosion aussi violente a pu se produire.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont cartographié de légères variations de l’attraction gravitationnelle dans les eaux autour de l’île avant et après l’éruption et ils ont découvert que l’explosion était probablement alimentée par deux chambres magmatiques qui ont fusionné.
Les réservoirs magmatiques se trouvent à différentes profondeurs, entre 2 et 10 kilomètres sous le volcan et avaient probablement stocké une forte proportion de magma liquide avant l’éruption de 2022. Les chercheurs ont découvert que l’explosion a éjecté environ 30 % du magma – soit plus de 9 kilomètres cubes – stocké dans une chambre centrale peu profonde, ce qui a provoqué l’effondrement du plancher du volcan et la formation d’une caldeira de 850 mètres de diamètre. Lorsque la pression dans le réservoir central a chuté suite à l’explosion, le magma stocké dans un réservoir plus profond, au nord, a probablement traversé la croûte et reconstitué le réservoir central, ouvrant ainsi un chenal entre les deux chambres. On peut lire dans l’étude qu’il est également possible que du magma provenant d’une source riche en gaz, plus profonde dans la croûte terrestre, soit monté jusqu’à la chambre centrale, ce qui « pourrait aussi expliquer la violence de l’éruption de 2022 ».
Une troisième poche de magma, située au nord-ouest de la chambre centrale, semble déconnectée du système et ne pas avoir participé à l’éruption.
Il se pourrait que 26 kilomètres cubes de magma susceptibles d’alimenter une éruption soient encore stockés dans les deux principaux réservoirs situés sous le Hunga Tonga. Le magma susceptible d’être émis pendant une éruption est un magma en fusion à plus de 50 % et pauvre en solides cristallins.
Bien que l’étude donne un aperçu du système d’alimentation du volcan, elle ne montre pas ce qui a déclenché l’éruption du 15 janvier 2022. Les résultats gravimétriques ne permettent pas directement de déterminer le déclencheur de l’éruption, mais ils donnent « une idée de l’endroit et de la quantité de magma pouvant être encore stockée sous le volcan ».
Source : Live Science.

Diagramme montrant la réorganisation du système de stockage magmatique sous le Hunga Tonga Hunga-Ha’apai lors de l’éruption de 2022.

A diagram showing the reorganization of the magma storage system beneath Tonga’s Hunga volcano during the 2022 eruption.

Diagramme en taille réelle / Real size diagram :

https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/piayUQXUt8knRWzaAoUbf5.png

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The eruption of Hunga Tonga Hunga-Ha’apai volcano on January 15th, 2022 was one of thr most powerful in human history. It triggered the most intense lightning storm ever recorded and the first documented mega tsunami since antiquity. Today, scientists frequently discover new elements about this event and its source.

In a recent study published in the journal Science Advances, scientists explain they have finally mapped the huge magma plumbing system that gave birth to the record-breaking blast. It was felt worldwide, but the volcano’s underwater setting posed a challenge for scientists trying to understand how such a violent blast occurred.

In the new study, researchers have mapped slight variations in the pull of gravity in waters around the island before and after the eruption and found that the explosion was likely fed by two magma chambers that merged.

The magma reservoirs sit at different depths between 2 and 10 kilometers under the volcano and likely stored a high proportion of liquid magma before the 2022 eruption. The researchers found that the blast ejected roughly 30% of the magma – more 9 cubic kilometers – from a shallow central chamber, which caused the roof of the volcano to cave in and form an 850-meter caldera. As the pressure in the central reservoir dropped following the explosion, magma stored in a deeper reservoir to the north may have burst through the crust and replenished the central reservoir, opening up a channel between the two chambers. One can read in the study that it is also possible that magma from a gas-rich source deeper within Earth’s crust rose to the central chamber, which « may also explain the violence of the 2022 eruption. »

A third pocket of magma, located to the northwest of the central chamber, seems disconnected from the system.

Up to 26 cubic kilometers of eruptible magma could still be stored in the two main reservoirs beneath the Hunga Tonga volcano. Eruptible magma is defined as magma that is over 50% melt and low in crystal solids.

While the study revealed what fueled the volcano, it could not show what triggered the massive eruption. The gravity results do not directly allow to conclude on the eruption trigger, but they give »an idea of where and how much magma could be stored under the volcano. »

Source : Live Science.

Eruptions volcaniques, météo et climat // Volcanic eruptions, weather and climate

Suite à la publication de ma note sur l’éruption du Laki (Islande) en 1783, deux abonnés de mon blog m’ont demandé dans quelle mesure une éruption volcanique pouvait affecter la météo, voire le climat.
Lorsqu’un volcan entre en éruption, les volumineux panaches de cendres et de gaz envoyés dans l’atmosphère peuvent provoquer des variations de température à grande échelle et, à long terme, affecter les conditions météorologiques pendant plusieurs mois après une éruption. On a pu l’observer récemment avec les effets de l’éruption du volcan tongien Hunga Tong-Hunga Ha’apai. J’ai décrit les impacts de cette éruption dans plusieurs notes sur ce blog.

 

Panache éruptif du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (Source: NASA)

La conséquence la plus significative d’une éruption volcanique majeure est un refroidissement de la température, localement et même dans le monde entier, avec la présence d’importants nuages de dioxyde de soufre (SO2) dans la stratosphère. Ce phénomène a été observé après l’éruption du Pinatubo aux Philippines en 1991, avec un abaissement de la température mondiale. de quelques dixièmes de degrés (0,72°C) pendant plusieurs mois. Le nuage de SO2 du Pinatubo a été le plus important jamais observé dans la stratosphère depuis le début des observations par satellite en 1978. Il a probablement provoqué la plus grande perturbation par aérosols dans la stratosphère au 20ème siècle, même si ces perturbations ont probablement été moindres que celles provoquées par les éruptions du Krakatau en 1883 et du Tambora en 1815.

 

Panache éruptif et aérosols du Pinatubo (Source: Wikipedia)

Comme je l’ai écrit il y a quelques jours, l’éruption fissurale du Laki en Islande en 1783-1784 a libéré une énorme quantité de dioxyde de soufre, bien supérieure à celle émise par le Pinatubo (environ 120 millions de tonnes contre 20 millions de tonnes pour le volcan philippin). Bien que les deux éruptions aient été différentes en termes de durée et de style, le SO2 atmosphérique émis a provoqué un refroidissement du temps dans des proportions similaires, pendant des périodes de temps semblables, en Europe et en Amérique du Nord.

Lakagigar (Photo: C. Grandpey)

L’US Geological Survey affirme qu’une nouvelle éruption majeure de Yellowstone modifierait probablement les conditions météorologiques mondiales et aurait un impact sur la production agricole pendant de nombreuses années.

L’éruption du Tambora (Indonésie) en 1815 fut l’éruption la plus puissante enregistrée dans les temps historiques. Le nuage volcanique émis lors de l’événement a abaissé la température de la planète de 1,6°C. L’Europe et l’Amérique du Nord ont connu des températures plus basses que la normale tout au long de l’été 1816.

 

Caldeira du Tambora vue depuis l’ISS

On sait depuis longtemps que les volumineux nuages d’éruptions volcaniques, ou pyrocumulus, qui contiennent beaucoup de particules de cendres, peuvent produire des éclairs et des vortex – ou tourbillons de vent. Semblables aux nuages d’orages et leurs particules de glace, les nuages volcaniques contiennent des particules de cendre qui entrent en collision les unes avec les autres à grande vitesse. Ces collisions peuvent provoquer la séparation des charges dans les nuages et donner naissance à des éclairs.

Eclairs pendant l’éruption du Rinjani (Crédit photo: Wikipedia)

De plus, lors d’une éruption, les panaches peuvent également produire des événements météorologiques semblables à des tornades, mais qui ne sont pas de véritables tornades. L’air à l’intérieur du panache éruptif est si chaud et si léger qu’à mesure qu’il s’élève, il aspire davantage d’air du dessous. Au fur et à mesure que le vent éloigne le panache, davantage d’air est aspiré sur le côté, ce qui crée un vortex.

Vortex dans le cratère de l’Halema’umau ‘Source: HVO)

Il convient de noter que la poussière et le dioxyde de soufre provenant d’une éruption majeure peuvent également donner naissance à de spectaculaires couchers et levers de soleil car les particules diffusent la lumière à différentes longueurs d’onde. De tels événements ont inspiré des peintres célèbres comme Ashcroft et Turner qui ont peint les magnifiques couchers de soleil provoqués par l’éruption du Tambora en avril 1815.

Sunset (William Turner)

S’agissant du réchauffement climatique que nous connaissons actuellement, les volcans sont parfois tenus pour responsables, mais c’est faux. Selon l’USGS, toutes les études réalisées à ce jour sur les émissions volcaniques de CO2 indiquent que les volcans subaériens et sous-marins de la planète libèrent moins de 1 % du dioxyde de carbone actuellement rejeté par les activités humaines. Le dégazage volcanique global a été estimé entre 0,13 gigatonne et 0,44 gigatonne par an.

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Following the release of my post about the 1783 Laki eruption, two followers of my blog asked me how far a volcanic eruption can affect the weather or even the climate.

When a volcano erupts, the massive plumes of ash and gases sent high into the atmosphere can cause global temperature changes and, in the long term, affect weather for months after an eruption. This could be seen recently with the effects of the Hunga Tong-Hunga Ha’apai volcano in the Tonga archipelago. I have described the impacts of this eruption in several posts on this blog.

The most significant way a volcanic eruption can affect the weather is by cooling the temperature locally and worldwide with the giant clouds of sulfur dioxide sent into the stratosphere.This phenomenon was observed after the 1991 eruption of Mt Pinatubo in the Philippines which lowered the world temperature by a few tenths of degrees (0.72°C) for several months.The Pinatubo cloud was the largest SO2cloud ever observed in the stratosphere since the beginning of such observations by satellites in 1978. It caused what was probably the largest aerosol disturbance of the stratosphere in the 20th century, though probably smaller than the disturbances from eruptions of Krakatau in 1883 and Tambora in 1815.

As I put it a few days ago, the 1783-1784 Laki fissure eruption in Iceland released a huge amount more sulfur dioxide than Pinatubo (approximately 120-million tons vs. 20). Although the two eruptions were significantly different in length and style, the added atmospheric SO2 caused regional cooling of Europe and North America by similar amounts for similar periods of time.

The U.S. Geological Survey says another major Yellowstone eruption would probably alter global weather patterns and impact agricultural production for many years.

The eruption of the Tambora (Indonesia) in 1815 was the most powerful eruption recorded in history. The volcanic cloud emitted during the event lowered global temperatures by 1.6°C, and Europe and North America experienced cooler temperatures throughout the summer of 1816.

It is well known that massive volcanic eruption clouds, or pyrocumulus clouds with a lot of ash particles, can produce lightning and wind vortices. Similar to a thunderstorm with ice particles, volcanic ones collide with one another at high speeds. These collisions can cause the separation of charges in volcanic clouds, creating lightning.

Moreover, during an eruption, the plumes can also produce weather events that look like tornadoes, but are not true tornadoes. The air inside the eruption plume is so hot and buoyant that as it rises, it draws more air from underneath. As the wind blows the plume away, more air gets pulled in from the side, creating a vortex.

It should be noted that the dust and sulfur dioxide from a major eruption can also create vibrant sunsets and sunrises as the particles scatter light at different wavelengths. Such events inspired famous painters like Ashcroft and Turner who painted vivid sunsets caused by the April 1815 eruption of Tambora.

As far as the current global warming is concerned, volcanoes are sometimes held responsible for contributing to it, which is totally wrong. According to USGS, all studies to date about global volcanicCO2 emissions indicate that today’s subaerial and submarine volcanoes release less than one percent of the carbon dioxide released currently by human activities. The global volcanic degassing has been estimated between 0.13 gigaton and 0.44 gigaton per year.

Volcans du monde // Volcanoes of the world

Voici quelques nouvelles de l’activité volcanique dans le monde.

Au cours des derniers jours, plus de 90 séismes ont été détectés à proximité du Bogoslof (mer de Béring), un volcan situé sur la plus grande d’un groupe de petites îles qui constituent le sommet émergé d’un grand stratovolcan sous-marin. Ce stratovolcan s’élève à environ 1 800 m du fond de la mer de Béring, mais son sommet ne se trouve qu’à une centaine de mètres au-dessus du niveau de la mer.
La sismicité mentionnée ci-dessus marque un changement dans le comportement du volcan. En conséquence, la couleur de l’alerte aérienne et le niveau d’alerte volcanique ont été relevés respectivement à JAUNE et ADVISORY (surveillance conseillée).
Au moins neuf éruptions historiques ont été documentées sur le Bogoslof. La plus récente s’est produite entre décembre 2016 et août 2017. Des événements explosifs ont généré des nuages de cendres qui se sont élevés jusqu’à 13 km au-dessus du niveau de la mer. L’éruption a considérablement modifié la topographie de l’île Bogoslof.
Source : AVO.

Crédit photo: AVO

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Le 25 octobre 2023, le PHIVOLCS a relevé le niveau d’alerte du Bulusan (Philippines) de 0 à 1 en raison d’une hausse d’activité volcanique qui a débuté le 14 octobre avec une série de 121 séismes d’origine volcanique et des signes de déformation du sol. Parmi les séismes, plusieurs dizaines étaient des événements volcano-tectoniques associés à des fractures de roches à des profondeurs allant de 1 à 9 km.
Ces observations indiquent une activité hydrothermale probablement due au dégazage du magma en profondeur sous le volcan. De plus, des émissions significatives de dioxyde de carbone ont été détectées de juin à août 2023, ainsi qu’une augmentation des températures au niveau des sources depuis février 2023.
Le gouvernement local demande au public d’éviter une zone de danger permanent (PDZ) de 4 km de rayon autour du volcan.
La dernière éruption du Bulusan a débuté le 5 juin 2023 et s’est terminée le 12 juin, avec un VEI 3.
Source : Phivolcs.

Source: Wikipedia

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L’activité éruptive se poursuit sur le Bezymianny (Kamchatka) avec d’importants effondrements sur le flanc E du dôme de lave. Ils génèrent des panaches de cendres qui s’élèvent de 4,5 à 5 km au-dessus du niveau de la mer. Une puissante explosion le 18 octobre 2023 a produit des panaches de cendres qui se sont élevés de 10 à 11 km au-dessus du niveau de la mer. La couleur de l’alerte aérienne est passée au Rouge, puis abaissée à l’Orange. De faibles retombées de cendres ont été signalées à Kozyrevsk, à 45 km à l’ouest. Le 20 octobre, la couleur de l’alerte aérienne a été abaissée au Jaune. L’émission de lave continue ; une activité fumerolienne et une incandescence restent visibles au niveau du dôme.
Source : KVERT.

Crédit photo: KVERT

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L’éruption se poursuit sur Home Reef (Tonga). 11 événements éruptifs ont été détectés dans les données satellitaires entre le 16 et le 19 octobre 2023. Un pilote a observé un panache de cendres qui s’élevait jusqu’à 300 m de hauteur le 18 octobre. La couleur de l’alerte aérienne reste Jaune et il est conseillé aux marins de rester à 4 km de l’île.
Source : Services géologiques des Tonga.

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Comme je l’ai indiqué précédemment, une hausse significative de la sismicité, avec un événement de M 4,5, est actuellement observée en Islande entre Grindavik et le Fagradalsfjall, site de la dernière éruption. Le niveau d’alerte volcanique a été élevé à UNCERTAINTY. Une éruption est possible dans le court ou moyen terme.

Source : IMO.

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D’après les données satellitaires, une activité éruptive se poursuit sur l’Erta Ale (Ethiopie). Une image du 5 octobre 2023 a permis de localiser quatre anomalies thermiques dans les cratères Nord et Sud. L’anomalie la plus septentrionale, dans le cratère N, était relativement faible. Les trois autres, une sur la bordure SE du cratère N et deux dans le cratère S, étaient plus intenses et représentaient probablement des cônes de projections (spatter cones). Ces trois anomalies étaient plus intenses sur une image du 10 octobre. Une image du 15 octobre montrait des coulées de lave provenant probablement des deux cônes dans le cratère S. Les coulées étaient en cours de refroidissement le 20 octobre.
Source  : Sentinel Hub.

Source : Wikipedia

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Voir ma note du 21 octobre 2023 sur la hausse d’activité sur le Slamet (Indonésie) et celle du 22 octobre concernant le Nevado del Huila (Colombie) et le Mayon (Philippines).

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L’activité reste globalement stable sur les autres volcans.

Ces informations ne sont pas exhaustives. Vous en trouverez d’autres (en anglais) en lisant le bulletin hebdomadaire de la Smithsonian Institution :
https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

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Here is some news of volcanic activity around the world.

Over the past days, over 90 earthquakes have been detected in the vicinity of Bogoslof (Bering Sea), a volcano on the largest of a cluster of small, low-lying islands comprising the emergent summit of a large submarine stratovolcano. This stratovolcano rises about 1800 m from the Bering Sea floor, but is only about 100 m above sea level at its highest point.

This seismicity marks a change in the volcano’s behaviour. Asa consequence, the Aviation Color Code and the Volcano Alert Level have been raised to YELLOW and ADVISORY, respectively.

At least nine historical eruptions have been documented at Bogoslof. The most recent occurred from December 2016 to August 2017. Explosive events generated ash clouds that rose as high as 13 km above sea level. The eruption greatly modified the topography of Bogoslof Island.

Source : AVO.

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On October 25th, 2023, PHIVOLCS raised the alert level of Bulusan (Philippines) from 0 to 1 due to a period of unrest that began on October 14th with a series of 121 volcanic earthquakes and signs of ground deformation. Among the earthquakes, several tens were volcano-tectonic events associated with rock fracturing at depths ranging from 1 to 9 km.

These observations indicate hydrothermal activity possibly driven by deep-seated magma degassing beneath the volcano. Additionally, high levels of volcanic carbon dioxide were detected from June to August 2023, along with increased spring temperatures since February 2023.

The local government has urged the public to avoid a 4-km radius Permanent Danger Zone (PDZ) around the volcano.

The last eruption at this volcano started on June 5th and ended on June 12th, 2023, with a VEI 3.

Source : Phivolcs.

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Eruptive activity continues at Bezymianny (Kamchatka) with large collapses on the E flanks of the lava dome. They generate ash plumes that rise 4.5-5 km above sea level. A large explosion on October 18th, 2023 produced ash plumes that rose 10-11 km above sea level. The Aviation Color Code was raised to Red and later lowered to Orange. Minor ashfall was reported in Kozyrevsk, 45 km W. On 20 October, the Aviation Color Code was lowered to Yellow. Lava effusion continues; fumarolic activity and dome incandescence are still visible

Source : KVERT.

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The eruption at Home Reef (Tonga) continues. 11 eruptive events were detected in satellite data during 16-19 October 2023. A pilot observed an ash plume rising to 300 m on18 October. The Aviation Color Code remains at Yellow and mariners are advised to stay 4 km away from the island.

Source : Tonga Geological Services.

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As I indicated previously, a significant increase in seismicity, with an event of M 4.5, is currently observed in Iceland between Grindavik and Fagradalsfjall, the site of the last eruption. The volcano alert level has been raised to UNCERTAINTY. An eruption is possible in the short or medium term.
Source: IMO.

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An eruption continues at Erta Ale (Ethiopia), based on satellite data. Four thermal anomalies were located in the N and S pit craters, based on a 5 October 2023 image. The northernmost anomaly in the N pit crater, was relatively weak. The other three, one located at the SE rim of the N pit crater and two in the S pit crater, were brighter and likely represented spatter cones. These three anomalies were more intense in a 10 October image. An image on 15 October showed lava flows likely coming from the two cones in the S pit crater. The flows had cooled by 20 October.

Source : Sentinel Hub.

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See my post of October 21st, 2023 on the increase in activity on Slamet (Indonesia) and that of October 22nd concerning Nevado del Huila (Colombia) and Mayon (Philippines).

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Activity remains globally stable on other volcanoes.

This information is not exhaustive. You can find more by reading the Smithsonian Institution’s weekly report:

https://volcano.si.edu/reports_weekly.cfm

Impact de l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai sur la couche d’ozone // Impact of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption on the ozone layer

Une étude publiée dans la revue Science le 20 octobre 2023 nous apprend que l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai du 15 janvier 2022 a entraîné une perte soudaine et importante d’ozone dans la stratosphère. Les chercheurs ont découvert que l’éruption avait injecté une quantité sans précédent de vapeur d’eau dans cette même stratosphère, ce qui a provoqué des réactions chimiques en chaîne et entraîné un appauvrissement rapide de la couche d’ozone.
L’événement a en effet entraîné en seulement une semaine une réduction de 5 % de la couche d’ozone au-dessus du sud-ouest tropical du Pacifique et de l’Océan Indien. Une telle baisse en pourcentage est remarquable, étant donné que le trou dans la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique connaît un appauvrissement allant jusqu’à 60 % de septembre à novembre chaque année.
Comme je l’ai écrit précédemment, l’éruption a atteint des altitudes incroyables, jusqu’à 55 km au-dessus du niveau de la mer et elle a injecté une quantité sans précédent de vapeur d’eau dans la stratosphère. De ce fait, l’éruption a représenté 10 % de la charge moyenne totale de vapeur d’eau dans la stratosphère à l’échelle de la planète. En utilisant un ensemble de mesures effectuées par des ballons et des données satellitaires, les chercheurs ont pu identifier les effets de l’éruption sur divers composants chimiques atmosphériques, notamment les compisés de brome et de chlore, l’oxyde d’azote (NO) et, plus important encore, l’ozone (O3).
Les données ont révélé que l’augmentation de la vapeur d’eau dans la stratosphère a joué un rôle crucial dans la chaîne d’événements qui a suivi. Cette vapeur d’eau a entraîné une humidité relative plus élevée et un refroidissement radiatif de la stratosphère. Cela a à ensuite permis une série de réactions chimiques à la surface des aérosols volcaniques. Ces réactions ont activé des composés chlorés tels que le monoxyde de chlore (ClO) à partir du chlore inactif (chlorure d’hydrogène, HCl). La diminution du chlorure d’hydrogène de 0,4 partie par milliard en volume (ppbv) et l’augmentation du ClO de 0,4 ppbv ont fourni des preuves irréfutables de l’activation du chlore, ce qui a finalement conduit à la destruction rapide des molécules d’ozone. Au final, on peut dire que l’injection volcanique de vapeur d’eau (H2O), de dioxyde de soufre (SO2) et de chlorure d’hydrogène (HCl), ont favorisé une conversion rapide des composés chlorés en molécule de chlore à la surface des aérosols volcaniques hydratés et une diminution de l’ozone dans la stratosphère.
L’étude met l’accent sur l’interaction complexe entre les émissions volcaniques et la chimie atmosphérique. Elle offre également des informations précieuses sur la manière dont les événements météorologiques extrêmes peuvent affecter notre compréhension de l’appauvrissement rapide de la couche d’ozone dans certains panaches volcaniques. Les caractéristiques uniques de l’éruption du Hunga Tonga, telles que son altitude d’injection élevée et les grandes quantités de vapeur d’eau, ont fourni aux chercheurs des données qui font progresser considérablement notre compréhension de ces processus complexes. Les résultats ont également des implications plus larges pour la compréhension des effets atmosphériques liés aux réchauffement climatique.

On peut voir sur le site de l’Observatoire des Sciences de l’Université de la Réunion (OSU-Réunion) un schéma illustrant le processus de destruction rapide de l’ozone à la suite de l’éruption du Hunga Tonga

L’encadré en haut à gauche de l’image montre que le profil d’ozone du 22 janvier 2022 (ligne noire) contraste avec la climatologie de La Réunion (ligne rouge), montrant un déclin notable.

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A study published in Science on October 20th, 2023 informs us that the January 15th, 2022 Hunga Tonga–Hunga Ha’apai eruption led to a sudden and significant loss of stratospheric ozone. Researchers found that the eruption injected an unprecedented amount of water vapor into the stratosphere, causing chemical reactions that resulted in rapid ozone depletion.

The event led to a 5% reduction of ozone above the tropical southwestern Pacific and Indian Ocean within just one week. Such a percentage drop is noteworthy, given that the Antarctic ozone hole experiences up to a 60% depletion from September to November each year.

As I put it before, the eruption reached altitudes of up to 55 km above sea level and injected an unparalleled amount of water vapor into the stratosphere. Specifically, the eruption accounted for 10% of the total global mean stratospheric water vapor burden. Utilizing a combination of balloon measurements and satellite data, the researchers were able to pinpoint the effects of the eruption on various atmospheric chemical components, including bromine and chlorine species, nitrogen oxide (NO), and, most significantly, ozone (O3).

Data revealed that the increase in stratospheric water vapor played a crucial role in the ensuing chain of events. The water vapor led to higher relative humidity and radiative cooling in the stratosphere. This, in turn, enabled a series of chemical reactions on the surfaces of volcanic aerosols. These reactions activated chlorine species such as chlorine monoxide (ClO) from inactive chlorine (hydrogen chloride, HCl). The decrease in hydrogen chloride by 0.4 ppbv and the increase in ClO by 0.4 ppbv provided compelling evidence for chlorine activation, which ultimately led to the rapid destruction of ozone molecules. Ultimately, one can say that the volcanic injection of water vapor (H2O), sulfur dioxide (SO2) and hydrogen chloride (HCl), favored a rapid conversion of chlorinated compounds into chlorine molecules. the surface of hydrated volcanic aerosols and a decrease in ozone in the stratosphere.

The study emphasizes the complex interplay between volcanic emissions and atmospheric chemistry. It also offers valuable insights into how extreme weather events can affect our understanding of rapid ozone depletion in certain volcanic plumes. The Hunga Tonga eruption’s unique features, such as its high injection altitude and the large amounts of water vapor, have provided researchers with invaluable data that significantly advances our understanding of these intricate processes. The findings also have broader implications for understanding the potential atmospheric effects of climate change.