La super éruption du Toba : Une affaire de cristaux de quartz ? // The Toba super eruption : A matter of quartz crystals ?

drapeau-francaisIl y a 73 000 ans, le Toba a connu une éruption cataclysmique. Le volcan appartient à la catégorie des « super volcans » dont les impacts sont si importants qu’ils peuvent provoquer un changement climatique à l’échelle de la planète. On estime que l’éruption du Toba a atteint le niveau 8 sur l’indice d’explosivité volcanique (VEI). Elle a expédié un volume de 2800 kilomètres cubes de cendre volcanique sur la région autour du volcan.
Un groupe de chercheurs de l’Université d’Uppsala et leurs collègues de différents pays ont peut-être trouvé ce qui déclenche les éruptions de ces super volcans ; c’es le contenu d’une nouvelle étude publiée dans la revue Scientific Reports.
La création et l’émission de quantités énormes de lave et autres matériaux au cours des super éruptions ont animé les débats entre les scientifiques pendant de longues années. Il est généralement admis que les volcans entrent en éruption quand se produisent des variations de densité et de pression, et qu’ils sont un moyen, pour la Terre, de libérer un excès de chaleur et de pression. Pourtant, le déclencheur précis des super éruptions reste un mystère.
Les chercheurs de l’Université d’Uppsala et leurs collègues ont peut-être apporté une réponse à cette question en étudiant des cristaux de quartz de taille millimétrique incrustés dans les cendres et roches volcaniques. Les cristaux de quartz se développent dans le magma et enregistrent les changements chimiques et thermodynamiques avant une éruption, de la même manière que les cernes des troncs d’arbres enregistrent le changement climatique. Le problème réside dans le fait que chaque cristal de quartz présente une taille millimétrique et il est donc extrêmement difficile de l’analyser en détail.
En étudiant les cristaux de quartz du Toba, les chercheurs ont constaté qu’il y avait une différence de composition et de poids entre la partie externe et la partie interne des cristaux. Sur leur partie externe, les cristaux sont plus lourds et contiennent une forme d’oxygène appelée 18O. À l’intérieur, cependant, il y a une forme plus légère appelée 16O. Selon les auteurs de l’étude, le ratio laisse supposer qu’une profonde modification s’est produite dans le système magmatique juste avant la grande éruption. Les chercheurs pensent que lorsque le magma a fondu, il a emporté avec lui un grand volume de roche à proximité contenant le même ratio. Ce type de roche contient aussi souvent beaucoup d’eau qui peut être libérée dans le magma en produisant de la vapeur et donc une pression accrue de gaz à l’intérieur de la chambre magmatique. Cette augmentation rapide de la pression gazeuse a permis finalement au magma de rompre la croûte qui le surmontait et le volcan a envoyé des milliers de kilomètres cubes de lave dans l’atmosphère.
Les chercheurs rappellent que l’éruption du Toba a été si colossale qu’elle a failli anéantir complètement l’humanité. En 1815, le volcan Tambora, sur l’île Sumbawa en Indonésie, a connu la plus grande éruption jamais observée dans les temps historiques, avec un VEI 7. Quelque 100 000 personnes ont péri des suites de l’éruption qui a provoqué un hiver volcanique sur la planète.
Si une éruption comme celle du Tambora se produisait aujourd’hui, elle provoquerait certainement de gros dégâts dans notre société. Je ne suis pas sûr que nous y soyons préparés quand je vois les perturbations que l’éruption que l’Eyjafjallajökull a causées au trafic aérien en 2010. L’éruption islandaise était une broutille comparée à celle du Tambora!
Source: Business Insider.

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drapeau-anglais73,000 years ago, Toba Volcano produced a cataclysmic eruption. The volcano belongs to the category of super volcanoes whose impacts are so huge that they can cause global climate change. It has been estimated that the Toba eruption reached level 8 on the Volcanic Explosivity Index. It covered 2,800 cubic kilometres of the surrounding area in volcanic ash

A group of researchers at Uppsala University and their international colleagues may have worked out what triggers super volcanoes to erupt in a new study published in the journal Scientific Reports.

How exactly the huge amounts of magma emitted during super eruptions are created has been a cause of debate between scientists for a long time. It is admitted that volcanoes erupt because of density and pressure, and generally it is a way that Earth can release excess heat and pressure. Still, the precise trigger has remained a mystery.

The Uppsala University researchers and their colleagues may have found some answers lying in millimetre-sized quartz crystals embedded in the volcanic ash and rock. Quartz crystals grow in magma, and register chemical and thermodynamical changes before an eruption, which is similar to how tree rings record climate change. The problem is that each ‘tree ring’-analogue is millimetre-sized across, which is why they are extremely challenging to analyse in detail.

While studying the quartz from Toba, the researchers found that there was a difference in the composition and weight of the outer part of the crystals compared to the inside. Around the outside the crystals were heavier and contained a form of oxygen called 18O. On the inside, however, there was a lighter form called 16O. According to the study authors, the ratio suggests that something in the magmatic system had changed drastically just before the big eruption. The researchers think that when the magma melted, it took along with it a large volume of a nearby rock which contained the same ratio. This rock type also often contains a lot of water, which may be released into the magma, producing steam, and thereby an increased gas pressure inside the magma chamber. This rapidly increased gas pressure and eventually allowed the magma to rupture the overlying crust, and send thousands of cubic kilometres of magma into the atmosphere.

Researchers remind us that Toba’s eruption was so colossal that it came close to wiping out humanity entirely. In 1815, the Tambora volcano on Sumbawa Island in Indonesia erupted in what is considered the largest ever eruption in recorded history. It was a VEI 7 on the VEI scale, but an estimated 100,000 people died from the effects, and it caused a global volcanic winter.

Should a Tambora eruption occur today, it would certainly cause heavy damage to our society and I’m not sure we are prepared for it when I see the disruption of Eyjafjallajökull caused to air traffic in 2010. The Icelandic eruption was a trifle compared with a Tambora-like event!

Source: Business Insider.

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Simulation des températures et de l’albédo à surface de la Terre après l’éruption du Toba (Source : Goddard Institute for Space Studies).

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Caldeira sommitale du Tambora (Crédit photo : NASA)

L’éruption du Tambora, les maquereaux et le changement climatique // The Tambora eruption, mackerel and climate change

drapeau-francaisDes scientifiques de l’Université du Massachusetts et d’autres institutions ont publié dans le numéro de janvier de la revue Science Advances les résultats de recherches où ils font remarquer que l’éruption du Tambora (Indonésie) en 1815, qui a entraîné une période de refroidissement climatique, a fait augmenter la consommation de maquereaux en Nouvelle Angleterre car ces poissons on été moins affectés par le cataclysme que les récoltes et le bétail. Les chercheurs se sont demandés si l’on ne pourrait pas établir une relation entre l’éruption du Tambora, le refroidissement climatique qui a suivi et l’augmentation de la consommation de maquereaux d’une part, et la période actuelle de réchauffement climatique d’autre part.
Après l’éruption du Tambora en 1815, une période froide – souvent décrite comme «l’année sans été» – a provoqué la mort du bétail et a modifié le comportement des poissons en Nouvelle-Angleterre, de sorte que beaucoup de gens se sont rabattus sur le maquereau qui a été moins affecté que de nombreux animaux par les conséquences de l’éruption.
Les chercheurs ont examiné les effets de l’éruption du Tambora sur le Golfe du Maine et les systèmes d’alimentation humaine à proximité. Ils ont constaté que le gaspareau, un poisson qui ressemble au hareng et qui était utilisé aussi bien comme engrais que comme nourriture par les habitants de la Nouvelle Angleterre au 19ème siècle, avait quasiment disparu. En revanche, le maquereau avait mieux résisté et était devenu une source essentielle de protéines et d’emplois. Alors que les récoltes étaient anéanties et que la famine avait fait son apparition, ce poisson était devenu un aliment de subsistance. Il s’agit d’un scénario semblable à celui que vivent actuellement certains pays en voie développement, au moment où le changement climatique affecte la sécurité alimentaire.
L’étude indique que l’on peut établir un parallèle entre la nécessité d’une adaptation immédiate après l’éruption du Tambora et les défis à relever actuellement pour faire face aux ravages provoqués par les tempêtes, les inondations et les sécheresses. L’étude note par ailleurs que la perte d’aliments de base causée par le changement climatique suite à l’éruption du Tambora a entraîné des déplacements de populations dans les États du Nord-Est, ce que l’on observe aujourd’hui dans des endroits comme le Pakistan et la Syrie.
La façon dont la pêche s’adaptera au changement climatique dans les pays en voie de développement est une question de sécurité alimentaire car le poisson est une ressource protéique d’une importance vitale dans le monde entier. Des études ont montré que plus d’un milliard de personnes démunies dans le monde obtiennent la plupart de leurs protéines animales à partir de poissons, et 800 millions d’autres personnes dépendent de la pêche et de l’aquaculture pour leurs moyens de subsistance.
Le rapport montre que des changements climatiques soudains peuvent avoir des conséquences inattendues. Il conclut en faisant remarquer qu’une bonne gestion de nos ressources naturelles permettra d’atténuer certains impacts climatiques. Contrairement à la population en 1815, nous savons ce qui nous guette, et nous devons donc nous y préparer.
Sources: ScienceDaily; ABC News.

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drapeau-anglaisScientists with the University of Massachusetts, and other institutions, published research findings in the January issue of the journal Science Advances where they concluded the 1815 volcanic eruption of Mount Tambora in Indonesia that led to a short period of climate cooling also increased the consumption of mackerel, which were less affected than crops and other animals in New England. The researchers also wondered what the Tambora eruption, the climate cooling that followed and a surge in the consumption of mackerel could tell us about today’s era of global warming.

After the eruption of Mount Tambora in 1815, a cooled climate – often described as the « Year Without a Summer » – led to deaths of livestock and changed fish patterns in New England, leaving many people dependent on the mackerel that was less affected than many animals.

The researchers looked at what the Tambora eruption meant for the Gulf of Maine and nearby human food systems. They found that alewives, a fish used for everything from fertilizer to food by 19th-century New Englanders, did not fare well. But mackerel had better survival rates and became a critical source of protein and jobs. As crops failed and famine began to spread, the little fish emerged as a staff of life. It is a scenario similar to what parts of the developing world are experiencing today as climate change affects food security.

The study states there is a parallel between the need for immediate adaptation after Tambora and the challenges in coping with the climate-driven devastation caused by storms, floods and droughts today. It notes that the loss of food staples due to climate change caused people in the northeastern states to move, something seen today in places such as Pakistan and Syria.

How fisheries in the developing world will adapt to future climate change is an important contemporary food security issue, because fish are a vitally important protein resource worldwide. Studies have explained that more than a billion of the world’s poor obtain most of their animal protein from fish, and 800 million depend on fisheries and aquaculture for livelihoods.

The report illustrates how abrupt changes in climate can have unexpected consequences. It concludes by saying that good stewardship of our natural resources can help buffer against some climate impacts. Unlike the people in 1815, we have an idea of what is coming, and we need to make sure we are prepared.

Sources: ScienceDaily; ABC News.

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Timbre émis en 2015 à l’occasion du bicentenaire de l’éruption du Tambora.

Il y a 200 ans, il faisait froid en août! // 200 years ago, it was cold in August!

drapeau-francaisAlors que la France connaît une période de canicule, les journaux américains rappellent à la population qu’il y a deux cents ans, une série d’éruptions volcaniques, avec en point d’orgue celle du Tambora (Indonésie), a donné naissance à ce qu’on a appelé «l’année sans été». En raison des éruptions de 1815, pendant les mois d’été de 1816, les cultures ont été détruites et des arbres ont été endommagés depuis la Virginie jusqu’à la Nouvelle-Angleterre par des gelées à répétition et même de la neige.
Aux États-Unis, la température moyenne pour juin 1816 a chuté à 17°C. Elle était de seulement de 20°C en juillet et 18°C en août. La gelée du matin et la glace ont anéanti toutes les cultures. Toutes les plantes vertes ont été détruites, non seulement aux États-Unis, mais aussi en Europe.

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drapeau-anglaisWhile France is suffering from a very hot weather period, the American newspapers remind the population that two hundred years ago, a series of volcanic eruptions culminating with Mt Tambora’s (Indonesia) led to what has been called “the year without a summer”. Because of the eruptions in 1815, during the summer months of 1816, crops were ruined and trees were damaged from Virginia to New England by reoccurring frosts, hard freezes and even snow.

In the U.S., the medium temperature for June 1816 dropped to 17°C. It was only 20°C in July and 18°C in August. The morning frost and ice ruined all the cultures. Every green thing was destroyed, not only in the U.S., but in Europe as well.

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Le Tambora vu depuis l’espace (Source: NASA)

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L’été 1816 vu par le magazine Puck du 5 juin 1907 (Library of Congress)

10 avril 1815, un jour à ne pas oublier! // April 10th 1815, a day to remember!

drapeau-francaisLe 10 avril 1815, le Tambora, sur l’île indonésienne de Sumbawa, décidait de se réveiller avec une éruption qui a provoqué une catastrophe climatique à l’échelle de la planète. Ce fut la plus puissante éruption volcanique du dernier millénaire, avec un Indice d’Explosivité (VEI) de 7 sur 8 et l’émission de quelque 150 kilomètres cubes de téphra.. C’est dix fois plus que le Pinatubo en 1991 et cent fois plus que le Mont St. Helens en 1980.
Sur l’île de Sumbawa, l’éruption a tué d’emblée au moins 10 000 personnes et peut-être plus de 90 000 si l’on prend en compte les effets collatéraux, avec l’exposition aux gaz brûlants et toxiques des coulées pyroclastiques. Mais les effets de l’éruption du Tambora ne s’arrêtent pas là. Le cataclysme a propulsé environ 100 mégatonnes d’aérosols de soufre dans la stratosphère et généré un voile de brume tout autour de la Terre. Cette brume a donné naissance à des couchers de soleil spectaculaires qui ont inspiré de nombreux artistes. Malheureusement,  elle a aussi réfléchi une partie des rayons du soleil, ce qui a entraîné un refroidissement de la Terre d’un demi degré Celsius et le dérèglement des conditions climatiques dans de nombreuses régions du monde.
Aux États-Unis, les gelées et le temps froid ont réduit à néant les récoltes en Nouvelle-Angleterre. Ce fut une «année sans été», avec une migration de la population vers les Etats de l’Ouest. Les basses températures ont également perturbé le cycle de la mousson en Asie, avec pour conséquence la famine en Inde et une épidémie de choléra d’une gravité sans précédent. L’été froid et les fortes pluies ont également détruit les rizières en Chine, avec un cortège de famine, d’infanticides, et même d’esclavage des enfants.
Malgré les progrès de la volcanologie, la Terre reste sous la menace d’une éruption majeure, celle d’un super volcan comme le Taupo en Nouvelle Zélande ou le Yellowstone aux Etats Unis. Il suffit de se souvenir de l’éruption de l’Eyjafjallajökull en Islande en 2010, avec des perturbations au trafic aérien qui ont coûté des milliards de dollars à l’économie mondiale. Quelques mois plus tard, l’éruption du Merapi (Indonésie) a tué plus de 300 personnes et des milliers d’autres ont été déplacées. L’éruption de 2010 n’avait qu’un VEI de 4.

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drapeau-anglaisApril 10th, 1815 was the day when Tambora volcano on Indonesia’s island of Sumbawa decided to erupt, triggering a widespread climate catastrophe. The Tambora eruption was the largest volcanic eruption in the last millennium with a Volcano Explosivity Index (VEI) of 7 out of 8 levels, and the emission of about 150 cubic kilometres of tephra. That’s ten times bigger than Mount Pinatubo in 1991 and a hundred times more powerful than Mount St. Helens in 1980.

On Sumbawa Island, the event killed at least 10,000 people and possibly more than 90,000, largely from exposure to the hot and toxic pyroclastic flows. But Tambora’s effects were felt much farther. The eruption injected about 100 megatons of sulphur aerosols into the stratosphere, causing a global haze around the Earth. Initially, this haze created dramatic sunsets that inspired many artists. But it also reflected back a fraction of incoming sunlight, cooling the Earth by half a degree Celsius—and wreaking havoc with regional climates for about three years.

In the U.S., frosts and cold weather ravaged the New England growing season. It was a “year without a summer,” with a migration into western states. The low temperatures broke the monsoon cycle in Asia, sending India into famine and triggering a cholera epidemic of unprecedented severity.

The cold summer and the rains also destroyed Chinese farmers’ rice paddies, driving many to starvation, infanticide, and even child slavery.

Despite the progress of volcanology, our planet is still under the threat of a major eruption, that of a super volcano, like Taupo in New Zealand or Yellowstone in the U.S.. We just need to remember the 2010 eruption of Iceland’s Eyjafjallajökull volcano which shut down European air travel, costing the global economy billions of dollars. A few months later, the eruption of Mt Merapi (Indonesia) killed more than 300 people and thousands were displaced. The 2010 eruption only had a VEI of 4.

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L’éruption de 1815 a laissé une caldeira de 6 km de diamètre et 1100 mètres de profondeur.
(Crédit photo NASA – Photo prise le 6 mars 2009)