Eruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : un tsunami record // A record tsunami

Selon une étude récente publiée en avril 2023 dans la revue Science Advances, l’éruption sous-marine dans l’archipel des Tonga le 15 janvier 2022 a délivré une puissance digne de la plus grosse bombe nucléaire américaine et a généré un « méga-tsunami » avec une vague qui a atteint « presque de la hauteur d’un gratte-ciel de 30 étages. »
Le 15 janvier 2022, le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) est entré en éruption avec une très violente explosion qui a battu tous les records dans différents domaines (voir mes notes précédentes sur cet événement). Par exemple, l’éruption a généré le panache volcanique le plus fantastique jamais enregistré, avec une hauteur de 57 kilomètres. L’explosion a déclenché des tsunamis jusqu’aux Caraïbes, ainsi que des ondes atmosphériques qui ont fait plusieurs fois le tour de la Terre.
Pour déterminer la force de l’éruption, les scientifiques ont collecté des images satellites optiques et radar avant et après l’événement, des cartes de drones et des observations sur le terrain pour générer une simulation informatique de la catastrophe. Ils ont découvert que l’explosion a probablement été aussi puissante que 15 mégatonnes de TNT, ce qui la met pratiquement au niveau de la plus grande détonation nucléaire des États-Unis, à Castle Bravo, en 1954. L’étude précise aussi que c’est « la plus grande explosion naturelle en plus d’un siècle. »
L’éruption a déclenché au moins cinq explosions, générant un tsunami jusqu’à 85 mètres de haut une minute après la plus forte d’entre elles. Les vagues ont atteint 45 mètres sur l’île tongienne de Tofua et 17 mètres sur Tongatapu. Les données recueillies par les chercheurs prouvent que les ondes générées par l’explosion placent Hunga Tonga-Hunga Ha’apai dans le club fermé des « méga-tsunamis ». Ils ont observé en temps réel à l’aide d’instruments modernes « un événement qui n’avait été reconnu que dans l’Antiquité.  »
Jusqu’à présent, l’étendue de l’éruption et ses conséquences avaient été difficiles à apprécier en raison de la rareté des instruments scientifiques à proximité du site de l’éruption. Les scientifiques ont découvert que la nature complexe et peu profonde du terrain sous-marin de la région a contribué à piéger les ondes à faible vitesse de l’éruption. Cela a permis de générer un méga-tsunami qui a duré plus d’une heure. Un co-auteur de l’étude a déclaré : « Nous montrons comment les éruptions volcaniques sous-marines peuvent générer un tsunami de grande ampleur. Une série de petites explosions a précédé l’arrivée de la grande, qui a généré le tsunami le plus puissant. »
Les scientifiques ont déclaré que la force de l’éruption de 2022 rivalisait avec celle de l’éruption de 1883 du Krakatau qui a tué plus de 36 000 personnes. En revanche, l’éruption de 2022 n’a tué que six personnes.
La nouvelle étude explique que le faible nombre de morts témoigne de l’efficacité des exercices de sécurité et des efforts de sensibilisation menés aux Tonga dans les années qui ont précédé l’éruption. L’emplacement relativement éloigné des centres urbains a également mis à l’abri les Tonga d’un désastre humain.
Les simulations informatiques ont révélé que les récifs coralliens qui bordent les Tonga ont atténué l’effet des vagues qui se sont finalement dirigées vers le rivage. Cette découverte laisse supposer que ces récifs ont subi des dégâts importants. Cependant, des études archéologiques montrent que les récifs coralliens étaient à nouveau en bonne santé après un tsunami majeur au milieu du 15ème siècle avec des vagues atteignant jusqu’à 30 mètres de hauteur.
Dans sa conclusion, l’étude indique que les recherches futures doivent se concentrer sur la meilleure façon de placer des capteurs pour enregistrer les données des volcans sous-marins et des côtes des îles vulnérables. Ce sera « un moyen efficace de surveillance des volcans sous-marins ».
Source : Yahoo Actualités, Live Science.

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According to a recent study published in April 2023 in the journal Science Advances, the Tonga underwater volcanic eruption rivaled the strength of the largest U.S. nuclear bomb and produced a « mega-tsunami » nearly the height of a 30-story skyscraper.

On January 15th, 2022, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) submarine volcano erupted with a violent explosion which broke all records in different fields (see my previous posts about this event). For instance, the eruption generated the highest-ever recorded volcanic plume, which reached 57 kilometers. The outburst triggered tsunamis as far away as the Caribbean, as well as atmospheric waves that traveled around the globe several times.

To determine the strength of the eruption, scientists collected before-and-after satellite optical and radar images, drone maps and field observations to generate a computer simulation of the catastrophe. They discovered that the explosion may have been as strong as 15 megatons of TNT, making it about as strong as the United States’ largest nuclear detonation, Castle Bravo, in 1954. The study specifies that it also made the eruption « the largest natural explosion in more than a century. »

The eruption released at least five blasts, generating a tsunami up to 85 meters high one minute after the largest explosion. This led to waves as high as 45 meters on the Tongan island Tofua and 17 meters on Tongatapu. The datacollected by the researchers prove that the waves generated by the explosion place Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in the ‘mega-tsunami’ league. » They have observed an event in real time using modern instrumentation that had previously only been recognized in antiquity.

Until now, the extent of the eruption and its aftermath had proved elusive due to the scarcity of scientific instruments near the site of the eruption. The scientists found that the complex, shallow nature of the region’s underwater terrain helped to trap low-velocity waves from the eruption. This, in turn, helped generate a mega-tsunami that lasted more than an hour. A co-author of the study says : « We show how submarine volcanic eruptions can generate massive tsunami. A series of small blasts hailed the arrival of the big one, which generated the largest tsunami. »

The scientists said the strength of the 2022 eruption rivaled that of the 1883 eruption of Krakatau that killed more than 36,000 people. In contrast, the 2022 eruption killed an estimated six people.

The new study explains that the low death toll is a testament to the effectiveness of safety drills and awareness efforts carried out in Tonga in the years before the eruption. The eruption’s relatively distant location from urban centers also probably saved Tonga from a worse fate.

The computer simulations also revealed that the coral reefs that fringe the Tongan islands helped suppress the waves that ultimately made their way to shore. This finding suggests these reefs experienced substantial damage. However, the reefs can recover from such damage. Archaeological evidence shows that coral reefs were healthy again after a major tsunami in the mid-15th century with generated waves up to 30 meters tall.

In its conclusion, the studay says that future research should focus on the best way to place sensors to record data from submarine volcanoes and the coastlines of vulnerable islands as « an effective means of keeping tabs on submarine volcanoes, »

Source : Yahoo News, Live Science.

 Données fournies par les stations de surface du Tongan Met Office dans le port de Nuku‘alofa le 15 janvier 2022.

 

Simulations des tsunamis suite aux explosions du HTHH.

(Source: Science Advances)

Hausse sans précédent de la température de surface de la mer // Unprecedented rise in sea surface temperature

Comme je l’ai indiqué sur ce blog dans ma note du 13 avril 2023, les océans du monde ont récemment subi un réchauffement rapide et spectaculaire en surface. Les températures de surface de la mer sont à un niveau sans précédent depuis maintenant plus d’un mois. Alors que des conditions El Niño pourraient émerger dans le courant de l’année, le niveau atteint est déjà extrêmement préoccupant.

En ce qui concerne la prévision d’un futur événement El Niño, la moyenne des modèles table sur un pic à +1.5°C dans le Pacifique oriental. Une prévision à +1.5°C signifierait un épisode à la limite inférieure de ce que l’on peut considérer comme un El Niño fort (entre +1.5 et +1.9). El Niño n’est pas garanti à ce stade de l’année. On peut simplement observer que les chances de voir un événement fort émerger ont été revues à la hausse par rapport au mois de mars 2023. On se dirigerait vers un pic à près +2.5°C.

L’augmentation inexorable de la température des océans est le résultat du déséquilibre énergétique de la Terre, principalement associé à des concentrations croissantes de gaz à effet de serre. On note également depuis 2014 une hausse de l’énergie solaire absorbée due notamment à la réduction de la couverture nuageuse et à la réduction de l’albédo. Bien que les gaz à effet de serre tels que le CO2 n’affectent pas directement la quantité d’énergie solaire absorbée par la surface de la Terre, ils peuvent indirectement affecter la température et le climat, qui à leur tour peuvent affecter l’albédo, la couverture nuageuse et la circulation atmosphérique, entraînant des changements dans la quantité d’énergie solaire absorbée.

La tendance à la baisse de l’albédo a été dominée ces dernières années par la réduction du nombre et de l’épaisseur des nuages, un effet probablement amplifié par une diminution des aérosols réfléchissants. Une partie du réchauffement a été masquée au 20ème siècle par les aérosols qui exercent un forçage globalement négatif. C’est de moins en moins le cas depuis le début du 21ème siècle et ce forçage négatif réduit pourrait expliquer une amplification du réchauffement climatique.

Il est difficile d’expliquer précisément pourquoi les océans sont aussi chauds actuellement mais une série de facteurs tendent à favoriser l’émergence de conditions chaudes à leur surface et à celle du globe en général.

Source : global-climat.

Ce graphique montre la température de surface d’après les données OISST de la NOAA entre 60S et 60N de latitude. La courbe en noir indique la température observée depuis le début de l’année 2023, celle en orange le niveau de 2022.

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As I reported on this blog in my post of April 13th, 2023, the world’s oceans have recently experienced rapid and dramatic surface warming. Sea surface temperatures have been at an all-time high for over a month now. While El Niño conditions could emerge later this year, the level reached is already extremely worrying.
With regard to the forecast of a future El Niño event, the average of the models is predicting a peak at +1.5°C in the Eastern Pacific. A forecast of +1.5°C would mean an episode at the lower limit of what can be considered a strong El Niño (between +1.5 and +1.9). El Niño is not guaranteed at this point of the year. One can simply observe that the chances of seeing a strong event emerge have been revised upwards compared to March 2023. It looks as if we are heading for a peak at around +2.5°C.
The inexorable rise in ocean temperature is the result of Earth’s energy imbalance, primarily associated with increasing concentrations of greenhouse gases. Since 2014, there has also been an increase in absorbed solar energy due, in particular, to the reduction in cloud cover and the reduction in albedo. Although greenhouse gases such as CO2 do not directly affect the amount of solar energy absorbed by the Earth’s surface, they can indirectly affect temperature and climate, which in turn can affect albedo , cloud cover and atmospheric circulation, leading to changes in the amount of solar energy absorbed.
The downward trend in albedo has been dominated in recent years by the reduction in the number and thickness of clouds, an effect likely amplified by a decrease in reflective aerosols. Part of the warming was masked in the 20th century by aerosols which exert a globally negative forcing. This has been less and less the case since the beginning of the 21st century and this reduced negative forcing could explain an amplification of global warming.
It is difficult to explain precisely why the oceans are currently so warm, but a series of factors tend to favor the emergence of warm conditions on their surface and on that of the globe in general.
Source: global-climat.

Découverte de 19 000 nouveaux volcans sous-marins // Discovery of 19,000 new seamounts

Comme je l’ai écrit à plusieurs reprises sur ce blog, nous connaissons la surface de Mars, la Lune ou Venus, et même les lunes de Jupiter, mieux que le fond de nos océans. En conséquence, avec la cartographie de seulement un quart du plancher océanique à l’aide du sonar, nous sommes incapables de savoir combien de volcans sous-marins existent sur notre propre planète ! C’est par ailleurs un vrai problème car la plupart des séismes les plus dévastateurs se déclenchent dans les zones de subduction, en particulier les fosses océaniques. L’envoi d’instruments au plus profond des abysses pourrait permettre d’observer, comprendre – sans parler de prévoir – ce qui s’y passe.
Peut-être allons nous bientôt en savoir plus. Une équipe d’océanographes de la Scripps Institution of Oceanography, en collaboration avec des chercheurs de l’Université nationale de Chungnam et de l’Université d’Hawaii, a réussi à cartographier 19 000 volcans sous-marins jusqu’alors inconnus, grâce aux données satellitaires radar. Armée de données provenant de satellites radar à haute résolution, dont le CryoSat-2 de l’Agence Spatiale Européenne et le SARAL des agences spatiales indienne et française, l’équipe scientifique a pu détecter ces nouveaux édifices sous-marins.Les résultats de ces observations ont été publiés dans la revue Earth and Space Science. Même si elles n’apportent pas un nouvel éclairage sur l’activité sismique dans les profondeurs des océans, ces découvertes sont essentielles pour améliorer notre compréhension des fonds marins, améliorer la modélisation des courants océaniques et permettre une navigation sous-marine plus sûre.
Les chercheurs ont utilisé les données satellitaires radar pour mesurer l’altitude de la surface de la mer qui change en raison des variations de l’attraction gravitationnelle liée à la topographie des fonds marins. Cela a permis de détecter et de cartographier 19 325 volcans sous-marins jusque-là inconnus. Leurs découvertes ont étoffé le catalogue précédemment publié qui comportait 24 643 édifices. Il en présente désormais 43 454.
Dans leur étude, les scientifiques expliquent que les volcans sous-marins sont extrêmement importants pour créer des modèles océaniques et étudier les courants océaniques dans le monde. Comme indiqué plus haut, jusqu’à présent seul un quart du plancher océanique avait été cartographié, ce qui représentait une lacune importante dans notre connaissance de l’emplacement et du nombre de volcans sous-marins. Ce manque d’informations a provoqué des accidents, comme ceux impliquant des sous-marins américains. En 2005, l’USS San Francisco à propulsion nucléaire est entré en collision à grande vitesse avec un volcan sous-marin, tuant un membre d’équipage et blessant la plupart des militaires à bord. Un accident semblable s’est produit en 2021 lorsque l’USS Connecticut a heurté un volcan sous-marin dans la Mer de Chine méridionale, endommageant son réseau de sonars.
En plus de la création de modèles de courants océaniques plus précis, la cartographie des fonds marins contribue aux efforts d’exploitation minière à grande profondeur et fournit des données précieuses aux géologues qui étudient les plaques tectoniques et le champ géomagnétique terrestre. De plus, les volcans sous-marins servent d’habitats à une importante vie marine.
Source : The Watchers, Science.

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As I have put it several times on this blog, we know the surface of Mars, the Moon or Venus, and even the moons of Jupiter, better than the bottom of our oceans. As a consequance, with only one-quarter of the sea floor mapped with sonar, it is impossible to know how many seamounts exist. This is also a real problem beacuse most of the most devastating earthquakes are triggered in subduction zones including ocean trenches. Sending instruments deep into the abysses could help understand , let alone predict, what is happening down there.

A team of oceanographers at the Scripps Institution of Oceanography, collaborating with researchers from Chungnam National University and the University of Hawaii, have successfully mapped 19 000 previously unknown undersea volcanoes, or seamounts, using radar satellite data. Now, armed with data from high-resolution radar satellites, including the European Space Agency’s CryoSat-2 and SARAL from the Indian and French space agencies, the team could detect the new seamounts Their findings have been published in the journal Earth and Space Science. Even if it does not bring a new light on seismic activity in the depths of the oceans, this breakthrough is crucial in enhancing our understanding of the ocean floor, improving ocean current modeling, and ensuring safer submarine navigation.

The researchers utilized radar satellite data to measure the altitude of the sea surface, which changes due to variations in gravitational pull related to seafloor topography. This method allowed scientists to detect and map the 19 325 previously unknown seamounts. The discovery expanded a previously published catalog having 24 643 seamounts to a total of 43 454.

In their paper, the team noted that seamounts are crucial in creating ocean models and studying the flow of ocean water around the world. Previously, only one-fourth of the ocean floor had been mapped, leaving a significant gap in our knowledge of the location and number of seamounts. This lack of information has caused accidents, such as the two incidents involving U.S. submarines colliding with seamounts. In 2005, the nuclear-powered USS San Francisco collided with an underwater volcano, or seamount, at top speed, killing a crew member and injuring most aboard. It happened again in 2021 when the USS Connecticut struck a seamount in the South China Sea, damaging its sonar array.

Apart from helping to create more accurate ocean current models, mapping the ocean floor also assists in sea-floor mining efforts and provides valuable data for geologists studying the planet’s tectonic plates and geomagnetic field. Additionally, seamounts serve as habitats for a diverse range of marine life.

Source : The Watchers, Science.

Image bathymétrique de la Patton Seamount Chain dans le Golfe d’Alaska (Source : NOAA)

Les Vikings chassés du Groenland par la montée des eaux ? // Were the Vikings driven from Greenland by rising seas?

Des scientifiques ont récemment découvert que l’extension de la calotte glaciaire arctique et l’élévation du niveau de la mer qui s’est produite par la suite ont entraîné des inondations côtières à grande échelle. Elles ont chassé les Vikings du Groenland au 15ème siècle.
Les Vikings se sont établis dans le sud du Groenland vers l’an 985 après J.-C. avec l’arrivée d’Erik Thorvaldsson, mieux connu sous le nom d' »Erik le Rouge », un explorateur d’origine norvégienne qui s’embarqua pour le Groenland après avoir été chassé d’Islande pour meurtre. D’autres colons vikings l’ont rapidement suivi et formé des communautés qui ont prospéré pendant des siècles. Il faut toutefois se rappeler qu’au moment de l’arrivée des Vikings, le Groenland était déjà habité par des peuplades de la culture Dorset, un groupe autochtone qui a précédé l’arrivée des Inuits dans l’Arctique.
Vers le 15ème siècle, de manière surprenante, les signes d’implantation nordique dans la région ont disparu des archives archéologiques. Les chercheurs ont tout d’abord pensé que des facteurs tels que le changement climatique et des bouleversements économiques avaient probablement conduit les Vikings à abandonner le Groenland. Aujourd’hui, une nouvelle étude publiée en avril 2023 dans les Proceedings de l’Académie des Sciences montre que la montée des eaux a joué un rôle clé en submergeant des kilomètres de côtes.
Entre le 14ème et le 19ème siècle, l’Europe et l’Amérique du Nord ont connu une période de froid connue sous le nom de Petit Age Glaciaire. Dans ces conditions, la calotte glaciaire du Groenland s’est agrandie considérablement. Dans le même temps, son impact sur le substrat a rendu les zones côtières plus sujettes aux inondations. De plus, la hausse de l’attraction gravitationnelle entre la calotte glaciaire en expansion et les grandes étendues de glace de mer a repoussé l’eau de mer vers la côte du Groenland. Ces deux processus ont probablement causé des inondations à grande échelle le long du littoral, dans la région où les Vikings s’étaient installés.
Les scientifiques ont testé leur hypothèse en modélisant la croissance de la glace dans le sud-ouest du Groenland au cours de la période de 400 ans d’occupation nordique, et en ajoutant ces calculs à un modèle montrant l’élévation du niveau de la mer pendant cette période. Ils ont ensuite analysé les cartes connues de sites vikings pour voir s’il y avait correspondance entre leurs modélisations et les preuves archéologiques marquant la fin d’une présence viking au Groenland.
Les modèles montrent qu’entre 1000 et 1400 la montée des eaux autour du Groenland a inondé de 3,30 mètres les colonies vikings, submergeant quelque 204 kilomètres carrés de terres côtières. La mer a recouvert les terres que les Vikings utilisaient pour l’agriculture et comme pâturages pour leur bétail.
Cependant, l’élévation du niveau de la mer n’est probablement pas la seule raison pour laquelle les Vikings ont quitté le Groenland. D’autres problèmes ont pu provoquer la disparition de ces communautés. Des facteurs externes telles que le changement climatique, les agitations sociales et l’épuisement des moyens de subsistance ont pu inciter les Vikings à abandonner définitivement leurs colonies. On peut lire dans l’étude qu’« une combinaison de changements climatiques et environnementaux, l’évolution des ressources, le flux de l’offre et de la demande de produits exclusifs pour le marché étranger et les interactions avec les Inuits du Nord ont pu contribuer à cette situation. Il est probable qu’une combinaison de ces facteurs a poussé les Scandinaves à quitter le Groenland et aller plus à l’ouest. »
Source : Yahoo Actualités.

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Scientists recently found that ice sheet growth and sea level rise led to massive coastal flooding that drove the Vikings out of Greenland in the 15th century.

The Vikings first established a foothold in southern Greenland around A.D. 985 with the arrival of Erik Thorvaldsson, also known as « Erik the Red, » a Norwegian-born explorer who sailed to Greenland after being exiled from Iceland. Other Viking settlers soon followed, forming communities that thrived for centuries. One should remember that at the time of the Vikings’ arrival, Greenland was already inhabited by people of the Dorset Culture, an Indigenous group that preceded the arrival of the Inuit people in the Arctic.

Around the 15th century, signs of Norse habitation in the region vanished from the archaeological record. Researchers previously suggested that factors such as climate change and economic shifts likely led the Vikings to abandon Greenland. Now, a new study published in April 2023 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences shows that rising seas played a key role, by submerging kilometers of coastline.

Between the 14th and 19th centuries, Europe and North America experienced a period of significantly cooler temperatures, known as the Little Ice Age. Under these cold conditions, the Greenland Ice Sheet probably became much bigger. As it increased, its heaviness weighed down the substrate underneath, making coastal areas more prone to flooding. At the same time, the increased gravitational attraction between the expanding ice sheet and large masses of sea ice pushed more seawater over Greenland’s coast. These two processes probably caused widespread flooding along the coastline, in the region where the Vikings were settled.

The scientists tested their hypothesis by modeling estimated ice growth in southwestern Greenland over the 400-year period of Norse occupation and adding those calculations to a model showing sea level rise during that time. Then, they analyzed maps of known Viking sites to see how their findings lined up with archaeological evidence marking the end of a Viking presence in Greenland.

Their models showed that from about 1000 to 1400, rising seas around Greenland flooded Viking settlements by as much as 3.3 meters, affecting about 204 square kilometers of coastal land. This flooding submerged land that the Vikings used for farming and as grazing pastures for their cattle.

However, sea level rise was probably not the only reason the Vikings left Greenland. Other types of challenges can cause long-standing communities to collapse, and external pressures such as climate change, social unrest and resource depletion may have spurred the Vikings to abandon their settlements for good. One can read in the study that « a combination of climate and environmental change, the shifting resource landscape, the flux of supply and demand of exclusive products for the foreign market, and interactions with Inuit in the North all could have contributed to this out-migration. Likely a combination of these factors led to the Norse migration out of Greenland and further west. »

Source : Yahoo News.

Erik le Rouge (Photo: C. Grandpey)