Une année sans été…

Avec le réchauffement climatique d’origine anthropique, les étés sont de plus en plus chauds et un record de chaleur chasse l’autre. Le thermomètre a atteint 37-38°C en Sibérie, du jamais vu dans les archives météorologiques. Toutefois, cette tendance à la chaleur que l’on observe depuis plusieurs décennies pourrait être interrompue par une puissante éruption volcanique, comme celle du Tambora (Indonésie) en 1815, qui a eu pour conséquence « une année sans été. »

L’éruption du Tambora a débuté le 5 avril 1815, avec deux épisodes majeurs les 10 et 11 de ce même mois. Pendant plusieurs jours, de violentes explosions à répétition ont décapité le sommet du volcan, lui faisant perdre 1500 mètres de hauteur C’est une des plus violentes éruptions du millénaire, tant par l’altitude atteinte par les panaches de cendre que par l’onde de choc générée par cet événement. On estime à 150 – 170 kilomètres cubes le volume de matériaux émis. Ces chiffres sont à comparer avec l’éruption du Mont St Helens aux Etats-Unis en 1980 (1 km3 de matériaux émis), ou celle du Pinatubo en 1991 aux Philippines (5 km3 de matériaux émis).

L’éruption a causé la mort de plus de 70 000 personnes dans les environs immédiats du volcan et déclenché un tsunami sur les côtes de la Mer de Java. Les nuages de cendre sont célèbres pour avoir donné naissance à des ciels aux couleurs irréelles, immortalisées par des peintres comme William Turner en Angleterre. .

A cause de cette éruption du Tambora, l’année 1816 a été marquée par de très mauvaises conditions climatiques, avec de multiples conséquences en France et dans le monde. En France, par exemple, le prix du blé a explosé pour atteindre 36,17 francs l’hectolitre en 1817,  contre 19,53 en 1815.

Les archives météorologiques de Paris confirment le temps pourri qui a prévalu en 1816. Au mois de juin, on a enregistré 25 jours de ciel couvert ou très nuageux et seulement 5 jours de beau temps. En juillet, il y a eu 10 jours de pluie, 18 jours de ciel couvert ou très nuageux et 3 jours de beau temps. En août, les archives révèlent 6 jours de pluie, 20 jours ciel couvert ou très nuageux et 5 jours de beau temps.
Le mauvais temps n’a pas affecté que la capitale. De nombreuses régions ont, elles aussi, connu un déficit d’ensoleillement. La France n’est pas le seul pays concerné. En Asie, la récolte de riz fut quasiment inexistante, ce qui entraîna la mort de milliers de personnes. En Amérique du Nord, les récoltes ont été désastreuses ; les prix du blé et du maïs sont montés en flèche. On a enregistré des chutes de neige à Boston en plein mois de juin. En Suisse, la météo fut également mauvaise. Mary Shelley et Lord Byron, qui séjournaient près de Genève, écrivirent deux chefs d’œuvre de la littérature : « Frankenstein » et le poème « Darkness » qui débute par ces vers :

I had a dream, which was not all a dream.
The bright sun was extinguish’d, and the stars
Did wander darkling in the eternal space…

Si une nouvelle éruption de l’ampleur de celle du Tambora devait se produire de nos jours, les conséquences climatiques seraient identiques. Elles ont été abondamment étudiées et on sait parfaitement ce qui se passe dans l’atmosphère.

Au cours d’une telle éruption, le volcan émet notamment des cendres, du dioxyde de carbone (CO2) et du dioxyde de soufre (SO2) qui se transforme en fines particules de sulfates. Soit dit en passant, on estime que l’impact du CO2 émis par les volcans sur le climat est négligeable et est 100 fois moins important que les activités humaines !

En revanche, les particules de sulfate liées aux éruptions ont un effet significatif sur le climat. Certaines éruptions sont si puissantes qu’elles créent dans la basse stratosphère (environ  25 km d’altitude) un véritable écran de sulfate qui fait obstacle au rayonnement solaire. Ce phénomène est susceptible de refroidir le climat d’une grande partie de la planète pendant un à trois ans.

Depuis celle du Tambora, plusieurs éruptions majeures ont eu un impact important sur le climat, notamment celles du Krakatoa (Indonésie, 1883), du Santa María (Guatemala, 1902), de l’Agung (Indonésie, 1963), d’El Chichón (Mexique, 1982) et du Pinatubo (Philippines, 1991). On estime que ce dernier a injecté 20 millions de tonnes de SO2 dans la stratosphère. Le volcan islandais Eyjafjallajökull, auquel la presse fait souvent référence ces jours-ci, a émis 400 fois moins de SO2. Ce sont les panaches de cendre  qui ont provoqué les très importantes perturbations du trafic aérien européen en avril 2010. Les sulfates produits pendant l’éruption n’ont pas atteint la stratosphère et n’ont donc pas eu d’impact décelable sur le climat.

Des études récentes ont indiqué qu’il y a 74 0000 ans l’éruption du volcan Toba (Ile de Sumatra, Indonésie) a peut-être été encore plus violente que celle du Tambora, avec des nuages de cendre qui se sont répandus sur 3000 kilomètres, jusque sur la chaîne de l’Himalaya. L’éruption a laissé derrière elle un cratère de 100 kilomètres sur soixante occupé aujourd’hui par le Lac Toba.

Quel sera le prochain super volcan à entrer en éruption ? Nul ne le sait. On a vu la panique déclenchée dans le trafic aérien par l’éruption de l’Eyjafjallajökull (Islande) en 2010. Elle paraîtra ridicule à côté des désordres globaux que causera le réveil du Yellowstone…ou d’un autre.

La caldeira du Tambora vue depuis l’espace (Crédit photo : NASA)

Caldeira du Toba (Source : NASA)

 

La menace d’une super éruption // The threat of a super eruption

A la fin de ma conférence sur les volcans et les risques volcaniques, j’exprime ma crainte de voir se produire un jour une super éruption si un volcan comme celui de Yellowstone vient à se réveiller. Cette crainte a également été évoquée récemment par Paolo Papale, volcanologue italien appartenant à la section de Pise de l’Institut National de Géophysique et de Volcanologie (INGV). A la fin du mois de mars, il a expliqué dans la revue Science pourquoi l’humanité devait se préparer à la possibilité d’un tel événement qui clouerait les avions au sol et réduirait les GPS au silence pendant des années, en plus de refroidir la Terre de plusieurs degrés.

Paolo Papale explique que la dernière super éruption volcanique s’est produite il y a plus de 27 000 ans. Cela ne veut pas dire qu’il ne s’en produira plus jamais. Le risque d’assister à une éruption d’un indice d’explosivité volcanique (VEI) de 8, le maximum de l’échelle, est très faible, mais néanmoins réel : 0,001 % dans la prochaine année et 0,01 % dans la prochaine décennie.

Comme indiqué plus haut, une éruption de VEI 8 empêcherait probablement les satellites de communiquer avec la Terre et clouerait les avions au sol pendant des mois, voire des années. Selon le volcanologue italien, « un VEI 8 a une probabilité plus grande que le risque qu’un astéroïde de plus de 1 km de diamètre frappe la Terre. Un tel astéroïde serait peut-être fatal pour l’humanité, mais nous avons des programmes de détection pour contrer ce risque. En revanche, une éruption d’un VEI 8 pourrait aussi sonner le glas de notre civilisation si nous ne nous préparons pas. »

En conséquence, il est urgent de trouver des moyens pour sécuriser nos communications sans fil et nos avions. Il faut aussi faire des progrès en matière de prévision éruptive. Comme je l’ai fait remarquer dans plusieurs notes, 10 % des volcans du monde sont pratiquement sans surveillance.

Les volcanologues et les volcanophiles le savent : La dernière super éruption a eu lieu en avril 1815 sur le Tambora en Indonésie. Elle avait un VEI de 7. La colonne éruptive est montée jusqu’à 44 km de hauteur. Elle n’a, bien sûr, pas entraîné de problèmes pour les avions ou les satellites, mais l’agriculture et le climat ont été profondément altérés pendant des années. On attribue même parfois la défaite de Napoléon à Waterloo à l’éruption du Tambora. En juin 1815, la pluie a nui aux manoeuvres françaises. Par ailleurs, la mousson asiatique a été perturbée pendant plusieurs années, ce qui a causé famines et inondations, alors que l’Europe et l’Amérique du Nord étaient plongées dans un froid qui a anéanti les récoltes. 1816 a été surnommée « l’année sans été ».

Paolo Papale a été le premier à démontrer, dans la revue Scientific Reports, qu’il est impossible de prédire une super éruption. Selon lui, « comme les éruptions surviennent très rarement, il faut remonter loin dans le temps pour avoir assez d’événements d’un VEI 7 et 8 qui permettraient de définir la probabilité statistique d’une super éruption. »

On sait que les super éruptions donnent naissance à des caldeiras comme celle du Parc de Yellowstone aux Etats-Unis qui présente une superficie de 3600 km2 formée par trois super éruptions depuis 2,1 millions d’années. On sait également que ce volcan possède au moins deux chambres magmatiques susceptibles de déclencher une éruption de très grand ampleur. Comme le disait le regretté Maurice Krafft, un volcan est comme une bombe, mais on ignore le longueur de la mèche qui va la faire exploser.

Source : LA PRESSE.CA.

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At the end of my lecture about volcanoes and volcanic Risks, I express my fear that a super eruption might occur some day if a volcano like Yellowstone happens to wake up. This fear has also been mentioned recently by Paolo Papale, an Italian volcanologist belonging to the Pisa section of the National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV). At the end of March, he explained in the journal Science why humanity needs to prepare for the possibility of such an event that would ground aircraft and silence GPS for years, in addition to cooling the Earth by several degrees.
Paolo Papale explains that the last super volcanic eruption occurred more than 27,000 years ago. This does not mean that it will never happen again. The risk of witnessing an eruption with a Volcanic Explosive Index (VEI) of 8, the maximum of the scale, is very low, but nevertheless real: 0.001% in the next year and 0.01% in the next decade.
As noted above, a VEI 8 eruption would likely prevent satellites from communicating with the Earth and would ground planes for months or even years. According to the Italian volcanologist, « a VEI 8 eruption has a greater probability than the risk that an asteroid more than 1 km in diameter might hit Earth. Such an asteroid may be fatal for humanity, but we have detection programs to counter this risk. On the other hand, an eruption with a VEI 8 could also sound the death of our civilization if we do not prepare ourselves.  »
As a result, there is an urgent need to find ways to secure our wireless communications and planes. Progress must also be made in eruptive prediction. As I pointed out in several posts, 10% of the world’s volcanoes are not monitored.
Volcanologists and volcano lovers know that the last super eruption took place in April 1815 on Tambora in Indonesia. It had a VEI 7. The eruptive column rose up to 44 km. It did not, of course, cause problems to airplanes or satellites, but agriculture and climate have been profoundly altered for years. Even the defeat of Napoleon at Waterloo is sometimes attributed to the eruption of Tambora. In June 1815, the rain disturbed the French maneuvers. In addition, the Asian monsoon was disrupted for several years, causing famines and floods, while Europe and North America were plunged into a cold wave that destroyed the harvests. 1816 was nicknamed « the year without a summer ».
Paolo Papale was the first to demonstrate in Scientific Reports that it is impossible to predict a super eruption. According to him, « as such eruptions occur very rarely, we need go back far in time to have enough events with a VEI 7 and 8 that would define the statistical probability of a super eruption. »
Super eruptions are known to give birth to calderas such as the Yellowstone Park in the United States, which has an area of ​​3600 square kilometres formed by three super eruptions over 2.1 million years. It is also known that this volcano has at least two magma chambers capable of triggering a very large eruption. As the late Maurice Krafft said, a volcano is like a bomb, but we do not know the length of the wick that will blow it up.
Source: LA PRESSE.CA.

La caldeira du Tambora vue depuis l’espace (Crédit photo: NASA)

Yellowstone, un super volcan (Photo: C. Grandpey)

L’éruption du Tambora est la véritable cause de la défaite de Napoléon à Waterloo // The Tambora eruption is the real cause of Napoleon’s defeat at Waterloo

En tant que Français, je me sens mieux aujourd’hui! Je viens d’apprendre que la défaite de Napoléon à Waterloo a été causée par l’éruption du volcan Tambora en Indonésie plutôt que par la qualité de l’armée anglaise. Cela doit être vrai car l’article a été écrit par un chercheur du très sérieux Imperial College of London. Je savais que les Anglais étaient fair-play quand ils gagnent – avec leur célèbre « Good game! » – mais je n’aurais jamais imaginé qu’ils pourraient attribuer leur victoire à Waterloo aux caprices de la Nature!
L’article explique que les cendres volcaniques chargées en électricité ont court-circuité l’atmosphère terrestre en 1815, provoquant un épisode de mauvais temps à l’échelle de la planète et, donc, la défaite de Napoléon. Les historiens avaient déjà affirmé que la pluie et la boue ont aidé l’armée alliée à vaincre Napoléon à la bataille de Waterloo, événement qui a changé le cours de l’histoire en Europe.
Deux mois avant la bataille de Waterloo, le Tambora est entré en éruption en Indonésie, tuant 100 000 personnes et plongeant la Terre dans une « année sans été » en 1816. Victor Hugo, dans le roman Les Misérables, a écrit à propos de la bataille de Waterloo qu’« un nuage traversant le ciel à contre sens de la saison a suffi pour l’écroulement d’un Monde. »
Un chercheur de l’Imperial College London a découvert que les cendres volcaniques chargées en électricité provenant des éruptions peuvent «court-circuiter» le courant électrique de l’ionosphère, le niveau supérieur de l’atmosphère responsable de la formation des nuages. Les résultats, publiés dans la revue Geology, pourraient confirmer le lien entre l’éruption et la défaite de Napoléon. Selon l’étude, l’éruption du Tambora a « court-circuité l’ionosphère », entraînant la formation de nuages qui ont déversé de fortes pluies en Europe et contribué à la défaite de Napoléon. L’article montre que les éruptions peuvent envoyer la cendre beaucoup haut qu’on ne le pensait, jusqu’à 100 kilomètres d’altitude.
Le scientifique anglais a créé un modèle pour calculer à quelle distance pouvait se maintenir la cendre volcanique chargée électriquement et il a découvert que des particules de moins de 0,2 millionième de mètre de diamètre pouvaient atteindre l’ionosphère lors de grandes éruptions. Il a expliqué que «les panaches volcaniques et les cendres peuvent avoir des charges électriques négatives et que le panache repousse les cendres, les propulsant haut dans l’atmosphère, de la même façon que deux aimants s’éloignent l’un de l’autre si leurs pôles correspondent. »
Les résultats des expériences confirment les archives historiques décrivant d’autres éruptions. Les relevés météorologiques étant rares pour 1815, le chercheur a examiné les données météorologiques à la suite de l’éruption du Krakatau (Indonésie) en 1883 afin de tester sa théorie. Les données à propos du Krakatau montrent des températures moyennes plus basses et des précipitations réduites presque immédiatement après le début de l’éruption ; les précipitations à l’échelle de la planète ont été plus faibles pendant l’éruption que pendant ou après l’événement. On a également signalé des perturbations ionosphériques après l’éruption du Pinatubo (Philippines) en 1991, qui ont pu être causées dans l’ionosphère par des cendres chargées électriquement en provenance du panache volcanique. De plus, un type de nuage particulier est apparu plus fréquemment que d’habitude après l’éruption du Krakatau : Les nuages noctulescents (aussi connus sous le nom de nuages polaires mésosphériques) sont rares et lumineux et se forment dans l’ionosphère. Ces nuages ​​sont peut-être la preuve de la lévitation électrostatique des cendres provenant de grandes éruptions volcaniques.

Les patriotes anglais diront que la météo à Waterloo était défavorable pour leurs troupes aussi. Allez savoir…
Source: Imperial College London.

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As a Frenchman, I’m feeling better today! I have just read that Napoleon’s defeat at Waterloo was caused by the eruption of Tambora Volcano in Indonesia rather than by the quality of the English army. It must be true because the article was written by a researcher of the very serious Imperial College of London. I knew the English were fair play when they won – with their famous “good game!” – but I had not imagined they could attribute their victory at Waterloo to natural factors!

The article explains that electrically charged volcanic ash short-circuited Earth’s atmosphere in 1815, causing global poor weather and Napoleon’s defeat. Historians have explained that rainy and muddy conditions helped the Allied army defeat the French Emperor Napoleon Bonaparte at the Battle of Waterloo, an event which changed the course of European history.

Two months prior to the battle at Waterloo, Mount Tambora erupted in Indonesia, killing 100,000 people and plunging the Earth into a ‘year without a summer’ in 1816. Victor Hugo in the novel Les Miserables wrote about the Battle of Waterloo: ‘an unseasonably clouded sky sufficed to bring about the collapse of a World.’

A researcher from Imperial College London has discovered that electrified volcanic ash from eruptions can ‘short-circuit’ the electrical current of the ionosphere, the upper level of the atmosphere that is responsible for cloud formation. The findings, published in the journal Geology, could confirm the suggested link between the eruption and Napoleon’s defeat. According to the study, the Tambora eruption short-circuited the ionosphere, ultimately leading to a pulse of cloud formation. This brought heavy rain across Europe that contributed to Napoleon Bonaparte’s defeat. The paper shows that eruptions can hurl ash much higher than previously thought into the atmosphere, up to 100 kilometres above ground.

The English scientist created a model to calculate how far charged volcanic ash could levitate, and found that particles smaller than 0.2 millionths of a metre in diameter could reach the ionosphere during large eruptions. He wrote that “volcanic plumes and ash both can have negative electrical charges and thus the plume repels the ash, propelling it high in the atmosphere. The effect works very much like the way two magnets are pushed away from each other if their poles match.”

The experimental results are consistent with historical records from other eruptions. Weather records are sparse for 1815, so to test his theory, the researcher examined weather records following the 1883 eruption of Krakatau Volcano. The data showed lower average temperatures and reduced rainfall almost immediately after the eruption began, and global rainfall was lower during the eruption than either period before or after. There are also reports of ionosphere disturbance after the 1991 eruption of Mount Pinatubo (Philippines) which could have been caused by charged ash in the ionosphere from the volcano plume. In addition, a special cloud type appeared more frequently than usual following the Krakatau eruption. Noctilucent clouds are rare and luminous, and form in the ionosphere. These clouds may provide evidence for the electrostatic levitation of ash from large volcanic eruptions.

English patriots will say that the weather was poor for the English too at Waterloo. Who knows?

Source : Imperial College London.

 Eclairs lors de l’éruption du Rinjani en 1994 (Crédit photo : Wikipedia)

 

Et si un nouveau Tambora entrait en éruption ? // What if another Tambora erupted ?

Le Mt Agung n’est toujours pas entré en éruption et ne se manifestera peut-être jamais, mais des chercheurs ont imaginé les conséquences d’une éruption majeure de ce type de volcan.
Dans une étude publiée dans Nature Communications, des scientifiques du Centre National de Recherche Atmosphérique aux Etats-Unis nous expliquent que des éruptions volcaniques majeures pourraient avoir un impact plus important sur le climat de la planète que par le passé. En examinant les conditions climatiques qui ont suivi l’éruption du Tambora (Indonésie) en 1815, les chercheurs de Boulder (Colorado) envisagent ce qui se passerait si ce type d’éruption majeure se produisait en 2085.
Les scientifiques font remarquer que le refroidissement qui suivra une éruption de cette ampleur sera encore plus sensible, mais il ne compensera pas les effets du réchauffement climatique. En outre, ils prédisent que l’éruption perturbera le cycle de l’eau, car les précipitations seront en déclin sur la planète.
Lorsque le Tambora est entré en éruption en 1815, des milliers de personnes ont perdu la vie et l’éruption est considérée comme la plus destructrice des 10 000 dernières années. La cendre et les gaz envoyés dans l’atmosphère ont modifié le climat global pendant un an et 1816 a été baptisée «l’année sans été».
En utilisant des modèles climatiques informatisés, les auteurs de la nouvelle étude ont conclu que si une éruption comme celle du Mont Tambora survient en 2085, la Terre connaîtra un refroidissement de 40% supérieur à celui qui a suivi l’éruption de 1815, en supposant que le réchauffement climatique actuel se poursuive. Ils prévoient également que ce refroidissement s’étalera sur plusieurs années.
Selon les chercheurs, la raison pour laquelle le refroidissement sera si important est que la température de l’océan deviendra de plus en plus stratifiée, c’est-à-dire séparée en plusieurs couches en fonction de la température. Lorsque un tel phénomène se produit, les eaux de surface de l’océan sont de moins en moins capables de compenser l’effet de refroidissement produit par une éruption, ce qui entraîne un refroidissement plus long et plus intense. Comme le refroidissement de 1815-1816 s’est produit à une époque où la température de l’océan n’était pas aussi stratifiée, il a pu être absorbé en partie par l’eau de l’océan.
A cause de la plus grande stratification actuelle des eaux océaniques, les anomalies thermiques dans les couches supérieures de l’océan ne pénètrent pas aussi profondément qu’en 1815. L’eau plus froide est piégée à la surface de l’océan au lieu de circuler vers les profondeurs. Cela revient à dire que les masses continentales subissent davantage les effets du refroidissement. Malheureusement, les scientifiques pensent que ce refroidissement ne sera pas suffisant pour compenser sur le long terme le réchauffement provoqué par les activités humaines.

En outre, les scientifiques prédisent que le régime de précipitations sera sérieusement affecté par un événement volcanique majeur. Les températures plus froides de la surface de l’océan provoquées pat un hiver volcanique empêcheront l’évaporation nécessaire au déclenchement des précipitations. Cela signifie qu’en plus de la baisse spectaculaire de la température, les populations devront probablement faire face à une grave sécheresse dans les années qui suivront une éruption volcanique majeure.

Source: Presse scientifique américaine.

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Mt Agung has not erupted yet, and may never erupt, but researchers have imagined the consequences of a major eruption of this type of volcano.

In a study published in Nature Communications, scientists at the National Center for Atmospheric Research report that major volcanic eruptions could cause more disruption to the global climate than they have in the past. By examining the conditions that followed the eruption of Mount Tambora (Indonesia) in 1815, the Colorado researchers predict what would happen if this type of major eruption occurred in 2085.

While the scientists predict that the cooling that will follow a future eruption of that scale would be even more extreme, it will not offset the effects of a warming climate. Furthermore, they predict that the eruption will disrupt the water cycle, decreasing global precipitation.

When Mount Tambora erupted in 1815, thousands of people died instantly, and it is considered the most destructive eruption on Earth in 10,000 years. The dust and gas it emitted into the atmosphere altered global climate for a year afterward, which is why 1816 is known as “The Year Without a Summer.”

Using computer climate models, the researchers of the new study concluded that, if an eruption like Mount Tambora’s happens in 2085, the Earth will cool up to 40 percent more than the 1815 eruption, assuming current rates of climate change continue. However, they also predict that the cooling will be spread out over several years.

According to the researchers, the reason why the temperature change will so drawn out is because ocean temperature is becoming increasingly stratified, in other words separated into layers based on temperature. As this happens, the surface water in the ocean will be increasingly less able to moderate the cooling effects of the eruption, causing a longer and more severe cooling event. Because the cooling in 1815-1816 occurred at a time when ocean temperature was not as stratified, it was absorbed to some degree by the water.

As a consequence of increased ocean stratification, temperature anomalies in the upper ocean do not penetrate to depth as efficiently as in 1815.  The cooler water would be trapped at the ocean’s surface instead of circulating to deeper levels. This, in turn, would mean that land masses would bear more of the brunt of the cooling event. Unfortunately, the scientists predict that this cooling event won’t be enough to offset the long-term human-induced warming caused by climate change.

Furthermore, the scientists predict that rainfall patterns will be severely affected by a major volcanic event. Cooler ocean surface temperatures resulting from a volcanic winter prevent evaporation, which is necessary for precipitation. This means that in addition to drastic temperature decreases, people could also face severe drought in the years following a major volcanic eruption.

Source: U.S. scientific magazines.

Le Tambora vu depuis l’espace (Crédit photo: NASA)

L’éruption du Tambora à travers les timbres