Eruptions volcaniques majeures et manipulation climatique // Major volcanic eruptions and geo-engineering

En 1991, le Mont Pinatubo a connu une éruption majeure aux Philippines. Il a vomi quatre kilomètres cubes de roches et de cendre et envoyé 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans l’atmosphère. Le gaz s’est répandu à la surface de la Terre et, mélangé à la vapeur d’eau, il a formé des aérosols qui ont réfléchi la lumière du soleil. Il s’en est suivi une baisse globale des températures d’environ 0,5 ° C pendant plusieurs années.
L’impact climatique d’une éruption du Pinatubo est la réplique naturelle d’une idée qui a germé dans le cerveau des scientifiques il y a plusieurs années: la géo-ingénierie. Cela revient à manipuler l’atmosphère pour refroidir la planète. Vous trouverez sur ce blog deux articles à ce sujet publiés les 15 janvier et 24 novembre 2017.
Une technique de géo-ingénierie consisterait à pulvériser des produits chimiques dans la stratosphère comme le fait un volcan pendant une éruption majeure. En étudiant la prochaine grande éruption volcanique, les scientifiques pourraient savoir si une telle technique, connue sous le nom de gestion du rayonnement solaire – Solar Radiation Management ou MSR – serait vraiment efficace.
L’étude d’une éruption de type Pinatubo impliquerait l’utilisation de ballons à haute altitude et d’autres méthodes pour recueillir des données sur l’événement le plus tôt possible après son début et pendant plusieurs années après. L’idée a connu un regain d’intérêt ces dernières semaines avec l’éruption du Mont Agung en Indonésie. La dernière éruption majeure de ce volcan a eu lieu en 1963, et si un événement identique devait avoir lieu aujourd’hui, il pourrait envoyer assez de SO2 dans l’atmosphère pour produire un effet de refroidissement mesurable. Une éruption majeure pourrait affecter temporairement la couche d’ozone, phénomène que les scientifiques étudieraient également.
Si l’on considère l’Indice d’Explosivité Volcanique (VEI), l’éruption de l’Agung en 1963 a été classée au niveau 5, comme celle du Pinatubo en 1991. Toutefois, l’Indice n’est pas nécessairement corrélé à l’impact sur le climat. Ainsi, l’éruption du Mont St. Helens en 1980 avait un VEI identique mais elle a eu peu d’effet de refroidissement car la plus grande partie des cendres et des gaz a été expulsée latéralement et non verticalement.
Les chercheurs de la NASA élaborent une stratégie pour étudier une éruption de type Pinatubo. Il serait particulièrement intéressant de mesurer la quantité de SO2 émise dans les premières semaines, avant que le gaz se mélange à la vapeur d’eau pour former les aérosols réfléchissants. Il serait également important de surveiller ces aérosols au fil du temps, d’observer leur volume et comment ils se dispersent. De volumineux aérosols auraient tendance à se disperser plus tôt dans l’atmosphère, ce qui réduirait l’effet de refroidissement.
Certains satellites peuvent surveiller les éruptions volcaniques, mais les ballons constitueraient une composante importante dans tout programme d’intervention rapide. Les ballons sont relativement peu coûteux et peuvent être lancés à partir de divers endroits. Il serait important de les faire voler à la même latitude que le volcan en éruption, car le panache de gaz a tendance à se propager d’est en ouest. À plus long terme, un programme de surveillance sérieux nécessiterait des avions de la NASA et d’autres agences. Cela impliquerait probablement de retirer ces avions d’autres projets de recherche.
La géo-ingénierie traîne depuis pas mal de temps une mauvaise réputation dans la communauté scientifique. Elle est considérée comme un dernier recours risqué pour résoudre les problèmes climatiques qui seraient mieux traités en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.  Cependant, au cours des dernières années, certains scientifiques et décideurs ont commencé à plaider en faveur de recherches limitées sur les concepts de géo-ingénierie pour mieux comprendre leur potentiel et leurs risques, et être mieux préparés si le réchauffement climatique atteignait un niveau tel qu’il faille intervenir en urgence.
Les scientifiques ne savent pas prévoir les éruptions volcaniques. Même si le Mont Agung est surveillé de près depuis sa reprise d’activité, on ne peut pas dire avec certitude s’il connaîtra une éruption majeure. Et même si le volcan devait connaître un tel événement, rien ne prouve que l’éruption serait suffisamment puissante pour envoyer des quantités significatives de gaz et de cendre dans l’atmosphère. De même, l’éruption actuelle du Mayon aux Philippines ne devrait pas avoir d’impact sur le climat.
Source: The New York Times.

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In 1991, Mt Pinatubo went through a major eruption in the Philippines. It spewed four cubic kilometres of rock and ash and 20 million tons of sulphur dioxide into the atmosphere. The gas spread around the world and combined with water vapour to make aerosols that reflected some sunlight away from the Earth. As a result, average global temperatures dropped by about 0.5°C for several years.

The climate impact of a Pinatubo-size eruption is also a natural analog of an idea that has existed for years: geoengineering, or intervening in the atmosphere to deliberately cool the planet. I wrote articles on this topic on January 15th and November 24th 2017.

One geoengineering approach would use high-flying jets to spray similar chemicals in the stratosphere. So by studying the next big volcanic eruption, scientists would also gain insights into how such a scheme, known as solar radiation management, or S.R.M., might work.

The study of a Pinatubo-like eruption would involve high-altitude balloon flights and other methods to gather data about the event as soon as possible after it begins and for several years afterward. The idea has gained some urgency in recent weeks with the eruption of Mount Agung in Indonesia. The volcano’s last major eruption occurred in 1963, and should it fully blow with similar fury it could send enough SO2 high enough into the atmosphere to have a measurable cooling effect. A huge eruption could also temporarily damage the ozone layer, which scientists would also study.

Considering the Volcanic Explosivity Index (VEI), Agung’s 1963 eruption was rated 5 on the scale, as was Pinatubo’s in 1991. But the index does not necessarily correlate to impact on climate: The eruption of Mount St. Helens in Washington in 1980 was of similar explosiveness but had little cooling effect because most of the ash and gas was expelled laterally rather than upward.

NASA researchers are mapping out a plan to monitor a Pinatubo-like event. Of particular interest would be to measure the amount of SO2 in the first few weeks, before the gas combines with water vapour to make the reflective aerosols. It would also be important to monitor the aerosols over time, to see how big they get and how they eventually break down. Bigger aerosols would fall out of the atmosphere sooner, lessening the cooling impact.

Some environmental satellites can monitor volcanic eruptions, but balloon flights would be an important component of any rapid-response program. Balloons are relatively low cost and can be launched from various locations. It would be important to fly them near the same latitude as the erupting volcano, because the gas plume tends to spread east-west first. Over the longer term, a robust monitoring program would need aircraft from NASA and other agencies. That would most likely involve diverting aircraft time from other research projects.

Geoengineering has long had an outlaw image among much of the scientific community, viewed as risky last-resort measures to solve climate problems that would be better dealt with by cutting greenhouse gas emissions. However, in the past few years, some scientists and policymakers have begun to argue for limited direct research into geoengineering concepts to better understand their potential as well as risks, and be better prepared should global warming reach a point where some kind of emergency action were deemed necessary.

Scientists cannot predict precisely when a volcano will blow. Even though Mount Agung is being closely monitored since coming back to life, scientists cannot say for certain when or if it will fully erupt. And even if Agung were to erupt soon, there is no guarantee it would be explosive enough to send significant amounts of gas and ash high enough into the atmosphere to be worth monitoring. Similarly, the current eruption of Mayon in the Philippines is not expected to have any climate impact.

Source : The New York Times.

Panache éruptif du Pinatubo en 1991 (Crédit photo: Wikipedia)

El Niño et les éruptions tropicales // El Niño and tropical eruptions

Un article récent publié sur le site EarthSky suggère que les volcans des zones tropicales pourraient déclencher le phénomène El Niño et donc que des éruptions explosives sous les tropiques peuvent conduire à des périodes de réchauffement de l’Océan Pacifique, avec des impacts spectaculaires sur le climat de la planète. C’est ce qu’indique une nouvelle étude publiée le 3 octobre 2017 dans Nature Communications.
L’étude a utilisé des simulations de modèles climatiques pour montrer qu’El Niño a tendance à s’intensifier après de grandes éruptions volcaniques, comme celle du Mont Pinatubo aux Philippines en 1991.
El Niño apparaît périodiquement lorsque la température de surface de l’Océan Pacifique équatorial se réchauffe. L’augmentation de la température de surface de l’océan influence les mouvements de l’air et de l’humidité dans le monde entier, ce qui a des répercussions sur le climat de la planète.
Les chercheurs pensent que d’énormes éruptions volcaniques sont susceptibles de déclencher El Niño en diffusant des millions de tonnes de dioxyde de soufre dans la stratosphère. Cela contribue à former un nuage d’acide sulfurique qui renvoie le rayonnement solaire et réduit la température moyenne à la surface de la Terre.
Selon l’étude, les données concernant la température de la surface de la mer depuis 1882 laissent apparaître des phénomènes El Niño de grande ampleur après quatre des cinq grandes éruptions: Santa María (Guatemala) en octobre 1902, Mont Agung (Indonésie) en mars 1963, El Chichón Avril 1982 et Pinatubo en juin 1991. La dernière étude a porté sur l’éruption du Pinatubo car c’est la plus importante et la mieux documentée des régions tropicales au cours de la période moderne. Le volcan a envoyé environ 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre dans l’atmosphère.
L’étude indique que le refroidissement en Afrique tropicale après les éruptions volcaniques affaiblit la mousson d’Afrique de l’Ouest et entraîne des anomalies de vent d’ouest près de l’équateur sur le Pacifique occidental. Ces anomalies sont amplifiées par les interactions air-mer dans le Pacifique, ce qui favorise une réaction de type El Niño. Les simulations de modèles climatiques montrent que les éruptions du type Pinatubo ont tendance à raccourcir les phénomènes La Niña (périodes où la température de surface est inférieure à la moyenne dans la partie centre-est du Pacifique équatorial, et qui ont tendance à avoir des effets opposés à El Niño), allonger les périodes El Niño et provoquer un réchauffement inhabituel durant les périodes neutres intermédiaires.
Source: EarthSky.
http://earthsky.org/earth/tropical-volcanoes-trigger-el-ninos

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A recent article released on the EarthSky website suggests that tropical volcanoes might trigger El Niño and that explosive eruptions in the tropics can lead to El Niño events, the warming periods in the Pacific Ocean that have dramatic impacts on global climate. The suggestion comes from a new study published on October 3rd, 2017 in Nature Communications.

The study used climate model simulations to show that El Niño tends to peak during the year after large volcanic eruptions, such as the one at Mount Pinatubo in the Philippines in 1991.

An El Niño event happens on a periodic scale when sea surface temperatures in the equatorial Pacific Ocean warm up. The increased ocean surface temperatures influence air and moisture movement around the globe, causing worldwide impacts on the climate.

The researchers think that enormous volcanic eruptions trigger El Niño events by pumping millions of tons of sulfur dioxide into the stratosphere, which then forms a sulfuric acid cloud, reflecting solar radiation and reducing the average global surface temperature,

According to the study, sea surface temperature data since 1882 document large El Niño-like patterns following four out of five big eruptions: Santa María (Guatemala) in October 1902, Mount Agung (Indonesia) in March 1963, El Chichón (Mexico) in April 1982 and Pinatubo in June 1991. The latest study focused on the Mount Pinatubo eruption because it’s the largest and best-documented tropical one in the modern technology period. It ejected about 20 million tons of sulfur dioxide.

The research indicates that cooling in tropical Africa after volcanic eruptions weakens the West African monsoon, and drives westerly wind anomalies near the equator over the western Pacific. The anomalies are amplified by air-sea interactions in the Pacific, favoring an El Niño-like response. Climate model simulations show that Pinatubo-like eruptions tend to shorten La Niñas (periods of below-average sea surface temperatures across the east-central Equatorial Pacific that tend to have opposite impacts of El Niño), lengthen El Niños and lead to unusual warming during neutral periods.

Source : EarthSky.

http://earthsky.org/earth/tropical-volcanoes-trigger-el-ninos

Vue de l’éruption du Pinatubo en 1991 (Source: Wikipedia)

Comment l’éruption du Pinatubo a modifié la géopolitique en Mer de Chine méridionale // How the eruption of Mt Pinatubo altered geopolitics in the South China Sea

Le 15 juin 1991, le Pinatubo est entré violemment en éruption aux Philippines et a involontairement profondément modifié les données géopolitiques en Mer de Chine méridionale.
En plein sur la trajectoire de l’éruption, à seulement 14,5 km du volcan, se trouvait la Clark Air Base, base aérienne américaine qui était à l’époque la plus peuplée à l’étranger. Également à proximité du Pinatubo, à environ 30 kilomètres de distance, se trouvait la base navale de Subic Bay. Ces deux bases militaires regroupaient une population de plus de 30 000 personnes. Elles avaient permis aux États-Unis d’établir leur pouvoir dans la région. Leur seule présence dissuadait les ennemis potentiels d’une éventuelle agression.
Clark et Subic Bay ont subi des dégâts majeurs au moment de l’éruption du Pinatubo. Le volcan les a recouvert d’une couche de plus de 30 centimètres d’une boue lourde, grise et grasse. Il aurait fallu dépenser plus de 500 millions de dollars pour nettoyer les bases et, de toute façon, elles seraient restées inopérationnelles pendant des années. Fin 1992, les États-Unis ont décidé de les abandonner. C’était sans compter sur la Chine qui, depuis cette date, remplit lentement le vide stratégique laissé par ce retrait américain en Mer de Chine méridionale.
L’éruption n’a pas été le seul facteur à avoir entraîné la disparition des bases américaines. Il y a eu aussi l’échec des efforts des États-Unis pour mettre fin au nationalisme croissant chez les politiciens philippins. En effet, avec l’effondrement de l’URSS en 1991, on a assisté à une recrudescence des sentiments nationalistes aux Philippines et à un désir de plus en plus grand de voir disparaître les bases américaines. Ce changement d’attitude a conduit à l’expulsion des Américains de Subic Bay environ un an après leur déménagement de la Base de Clark, malgré l’espoir de certains responsables militaires de voir la base remise en état et de nouveau opérationnelle.
Pour la Chine, l’éruption du Pinatubo d’une part et la fermeture des bases américaines d’autre part ont été l’occasion de satisfaire des ambitions en Mer de Chine méridionale. En adoptant une politique qui se poursuit jusqu’à ce jour, la Chine a procédé par petites étapes pour obtenir une bonne position stratégique dans cette mer. En février 1992, la Chine a annoncé qu’elle considérait que la plus grande partie de la Mer de Chine méridionale lui appartenait, en s’appuyant sur sa «Loi sur les eaux territoriales et leurs zones contiguës». Peu de temps après, la Chine a commencé à construire des installations militaires sur le récif Mischief dans les Iles Spratleys, un archipel de petites îles coralliennes à quelque 250 km des côtes philippines. En janvier 1995, les pêcheurs philippins de la région ont été surpris d’observer un ensemble de structures et de plateformes dans les eaux peu profondes à l’arrière des récifs. Ils ont été encore plus surpris lorsque les forces chinoises les ont accusés d’intrusion dans les eaux chinoises, même si les îles se situaient bien dans la zone économique exclusive des Philippines.
La Chine a poursuivi sa stratégie « des petits pas », ne s’octroyant jamais une portion de territoire suffisamment grande pour provoquer une réaction de ses voisins ou des États-Unis. Il y a eu néanmoins un certain nombre de conflits locaux. Par exemple, en 2012, la Chine a mis la main sur le Récif de Scarborough, à seulement 200 km de Subic Bay, après un face à face avec les forces philippines. Quelque temps après, Rodrigo Duterte est devenu président des Philippines et a adopté une politique conciliatrice avec la Chine. Il était très intéressé par le financement que Beijing lui avait proposé pour de grands projets d’infrastructures dans son pays, même si certains craignent que les Philippines s’endettent fortement à cause de ces projets.
Les Chinois jouent la montre en Mer de Chine méridionale. Ils savent que les conflits locaux ne durent jamais, que l’attention des médias s’épuisera elle aussi et qu’il faut continuer à s’implanter quand une ouverture se présente…
Source: Quartz.

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On June 15th, 1991, Mount Pinatubo erupted violently in the Philippines and became an unlikely actor that profoundly shaped today’s South China Sea power contest.

Right in the line of fire of the volcanic eruption, just 14.5 km away, was Clark Air Base, then the most populated overseas US military installation in the world. Also nearby, about 30 kilometres distant, was the Subic Bay Naval Base. Together, these military bases, with a combined population exceeding 30,000, had allowed the US to project power in the region. Just by their presence, they made would-be enemies think twice before getting too aggressive.

Both bases suffered major damage from the eruption. They were covered in 30 centimetres and more of heavy, gray, and greasy mud. It would have taken over 500 million dollars to clean up the bases, and they would have been inoperable for years. By the end of 1992, the US abandoned them. Ever since, China has slowly been filling the power vacuum that withdrawal created in the South China Sea.

The eruption was not the only thing working against the bases. So were US efforts to cut spending and rising nationalism among Philippine politicians. Indeed, with the collapse of the USSR in 1991, there was an upsurge of nationalist sentiments, with leading legislators calling for an end to American bases in the Philippines. Such sentiments led to the Americans being kicked off Subic about a year after they left Clark, despite some US hopes that Subic might be spruced up and reoccupied.

For Beijing, the eruption and US base closings were good news for its South China Sea ambitions. In a behaviour pattern that has continued until this day, China began taking small, incremental steps to gain a better strategic position in the waterway. In February 1992, Beijing announced that it considered most of the South China Sea its own territory, putting forth its “Law on the Territorial Waters and Their Contiguous Areas.” Soon after it began to build military facilities atop Mischief Reef, a formation of reefs in the Spratlys some 250 km from a Philippine coast. In January 1995, local Philippine fishermen were surprised to come across huts and platforms arising from the shallows behind the reefs. They were even more surprised when Chinese forces apprehended them on charges of trespassing—even though they were well within the exclusive economic zone of the Philippines.

China has continued with its “salami slicing” strategy, never cutting off a piece big enough to provoke a reaction from its neighbours or the US. There have, though, been occasional flareups. For instance, in 2012 China took over Scarborough Shoal, just 200 km from Subic Bay, after a standoff with Philippine forces.  Some time later, Rodrigo Duterte became president of the Philippines and adopted a conciliatory policy with China. He was more interested in the financing Beijing had offered for big infrastructure projects, though some fear it will lead the Philippines into a debt trap.

Beijing is playing the long game in the South China Sea. It knows that flareups die down, that media attention is unlikely to blow away upon the sea breeze, and that you have to be ready to push forward when an unforeseen opening presents itself.

Source: Quartz.

Vue de l’éruption du Pinatubo (Source: Wikipedia)

Mer de Chine méridionale (Source: Wikipedia)

Il y a 25 ans, le Pinatubo entrait en éruption… // 25 years ago, Mt Pinatubo erupted…

drapeau-francaisCertaines dates sont à retenir en volcanologie. L’éruption du Pinatubo en 1991 est l’une d’entre elles. A 13h42, heure locale, le 15 juin 1991, le volcan laissait échapper son courroux après une période de repos d’environ 600 ans. Cette éruption cataclysmique est entrée dans l’histoire ; c’est la deuxième plus importante du 20ème siècle après celle du Novarupta en Alaska en 1912.
Le Pinatubo a commencé à montrer des signes de réveil en avril 1991 avec des essaims sismiques comprenant des événements allant de M 2 à M 3, parfois M4. Le PHILVOCS a remarqué que l’épicentre de cette activité sismique se situait sur le versant nord-ouest du volcan. Suite à l’augmentation du nombre de secousses, les scientifiques philippins sollicitèrent l’aide de l’USGS.
La première grande explosion du Pinatubo a eu lieu le 7 juin 1991. Le 12 juin, la colonne de cendre atteignait 20 kilomètres de hauteur. Le point culminant de l’éruption se situa le 15 juin en début de matinée et dura jusqu’au petit matin du 16 juin. L’éruption a été aggravée par le passage du typhon « Diding, » de sorte que la cendre émise par le volcan a atteint des secteurs situés au-delà de la zone de danger. Le typhon a également déclenché des lahars.
Grâce à l’anticipation de l’éruption et à l’évacuation de la population, environ 700 victimes seulement sont à déplorer; 40 pour cent d’entre elles sont décédées en raison d’effets indirects, tels que l’effondrement des toits sous le poids de la cendre, 50 pour cent sont mortes en raison de maladies dans les centres d’évacuation, et les 10 pour cent restants ont péri à cause des lahars.
Parmi les conséquences de l’éruption, on remarquera que la température moyenne de la planète a chuté de 0,4 à 0,5 degrés Celsius; la hauteur du volcan a été réduite de 300 mètres et un lac de cratère est apparu au sommet. 20 000 Aetas, population indigène qui vivait sur les pentes de la montagne, ont été déplacés.
L’éruption de 1991 a enseigné un certain nombre de choses. L’une d’elles est qu’un toit solide et en pente est le meilleur moyen de se protéger des retombées de cendre. Au cours de l’éruption, les gens qui se trouvaient en dehors de la zone de danger n’avaient pas imaginé que leurs toits s’effondreraient sous le poids de la cendre.
Une carte des lahars a été distribuée aux communautés concernées. Chaque fois qu’un typhon ou de fortes pluies sont attendues, le public est informé.
Le PHILVOCS et l’USGS ont fait un excellent travail pour sauver des vies lors de l’éruption du Pinatubo en 1991, mais il ne faudrait pas oublier qu’une vidéo pédagogique imaginée par le regretté Maurice Krafft pour le compte de l’IAVCEI a, elle aussi, sauvé des milliers de vies. Paradoxalement, alors que la vidéo sauvait des vies aux Philippines; Katia et Maurice Krafft perdait la leur sur le Mont Unzen au Japon, sous une coulée pyroclastique.

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drapeau-anglaisSome dates are to be remembered in volcanology. The 1991 eruption of Mount Pinatubo is one of them. At 1:42 p.m., local time, on June 15th, 1991, the volcano unleashed its fury after sleeping for some 600 years. The cataclysmic eruption went down in history as the second largest volcanic activity in the 20th century, after Novarupta (Alaska) in 1912.

Mt Pinatubo started to show signs of seismic unrest as early as April 1991. The seismic swarms included events that ranged from M 2 to 3, sometimes reaching M4. PHILVOCS was later able to detect the epicentre of seismic activity at the northwest side of the volcano. As the earthquakes were becoming more frequent, Phivolcs sought the assistance of the USGS.

The first large explosion happened on June 7th 1991. By June 12th, the ash column had reached 20 kilometres high. The strongest, or climactic, eruption occurred in the early morning of June 15th and lasted until early morning of June 16th. The eruption was aggravated by the passing of typhoon “Diding,” so that the volcanic ash released by the volcano reached areas beyond not in the hazard zone map for ashfall. The typhoon also triggered lahars.

Thanks to the anticipation of the eruption and the evacuation of the population, only about 700 casualties were recorded; 40 percent died due to indirect effects, such as collapse of roofs from heavy ash deposits, 50 percent died due to sickness in evacuation sites, and the remaining 10 percent died in the lahar flows.

Along the consequences of the eruption, the average global temperature dropped by 0.4 to 0.5 degrees Celsius; the height of the volcano was reduced by 300 metres; a crater lake formed at the volcano’s summit; and some 20,000 Aetas who used to live by the slopes of the mountain have been displaced.

The 1991 eruption taught quite a number of lessons. One of them was that a sturdy steep roof is best so it will not collapse from an ashfall. During the eruption, people who were outside the hazard zone were not aware that their roofs would collapse due to heavy ash deposits.

A lahar map has been distributed to the communities. They are aware of the hazard. Every time that a typhoon or heavy rainfall is expected, an advisory is issued to the public.

PHILVOCS and USGS did a great job to save lives during the Pinatubo eruption in 1991, but one should not forget that an educational video made by the late Maurice Krafft for the IAVCEI saved thousands of lives. Video worked where words would have failed. Ironically, while the video was saving lives in the Philippines; Katia and Maurice Krafft lost theirs on Mt Unzen in Japan where they were killed by a pyroclastic flow.

Pinatubo erup

Séquence éruptive dans le cratère du Pinatubo (Crédit photo: Wikipedia)