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Quand les cernes des arbres se mettent à parler… // When tree rings start to speak…

Une nouvelle étude* des précipitations dans le temps, basée sur les cernes de croissance des arbres dans l’est de l’Espagne, a permis de faire remonter les données hydroclimatiques régionales jusqu’en 1505 et montre que les années de sécheresse et de fortes pluies, autrefois exceptionnellement rares, sont devenues beaucoup plus fréquentes depuis 2000 qu’au cours des 500 années précédentes.
L’étude a été réalisée à partir d’un ensemble significatif de mesures de la largeur des cernes de croissance du pin sylvestre (Pinus sylvestris) et du pin noir (Pinus nigra) dans la chaîne Ibérique. Ces forêts de montagne, situées entre 1 300 et 2 000 m d’altitude et fortement tributaires de l’humidité, constituent d’excellentes archives naturelles de la variabilité passée des précipitations.
Les relevés de précipitations par les pluviomètres dans cette partie de l’Espagne remontent pour la plupart à un peu plus d’un siècle, ce qui limite la possibilité de situer les sécheresses et les inondations récentes dans un contexte historique plus long.

En revanche, la chronologie des cernes de croissance établie pour cette étude couvre 520 ans et conserve un signal climatique fort et cohérent sur toute sa durée, permettant ainsi d’évaluer les conditions récentes par rapport à une base de référence beaucoup plus large. L’ensemble de données final comprend 173 séries de cernes d’arbres provenant de 103 arbres échantillonnés sur cinq sites dans un rayon de 100 km. La cohérence statistique entre les sites est élevée, ce qui permet d’établir une chronologie régionale fiable pour la reconstitution du climat de 1505 à 2024.
Sur l’ensemble de la période 1505-2024, l’étude effectuée avec les cernes de croissance révèle une variabilité multidécennale et multicentennale marquée. Des périodes de sécheresse et d’humidité prolongées sont observées tout au long de la période, avec notamment des regroupements d’années extrêmes aux 16ème, 18ème et début du 19ème siècles. Cependant, l’amplitude globale de la variabilité interannuelle reste relativement modérée pendant la majeure partie de la période antérieure au20ème siècle.
Le 19ème siècle apparaît comme une période particulièrement stable, avec une faible variabilité et un nombre réduit d’années en dehors de la plage centrale des précipitations reconstituées. Ceci contraste fortement avec les conditions observées depuis le début du 20ème siècle. La variabilité augmente progressivement après 1900 et s’accélère après le milieu des années 1970.
Parmi les années extrêmement sèches identifiées dans l’étude s’appuyant sur les cernes de croissance figurent 1526, 1527, 1879, 1931, 2005 et 2012, tandis que les années extrêmement humides comprennent 1534, 1546, 1575, 1645, 1716, 1940, 2010 et 2013.
L’analyse de corrélation spatiale montre que le signal de précipitations reconstitué ne se limite pas à la zone d’échantillonnage immédiate. Les corrélations les plus fortes sont centrées sur l’est et le centre de la péninsule Ibérique, avec des extensions significatives vers le sud de la France et le nord de l’Italie.
Des sources documentaires décrivant des inondations et des épisodes de fortes pluies confortent l’étude pour plusieurs des années les plus humides d’avant le 20ème siècle. Plusieurs années humides observées sur le cernes des arbres coïncident avec des inondations historiquement documentées dans le bassin de l’Èbre et les systèmes fluviaux méditerranéens, notamment durant la période automne-printemps, qui correspond à la période de précipitations propice à la croissance des arbres.
Les résultats de l’étude montrent que si les extrêmes hydroclimatiques ne sont pas sans précédent dans la région, leur fréquence et leur ampleur observées depuis la fin du 20ème siècle dépassent celles enregistrées à toute autre période au cours des 500 dernières années.

*Source : A five-century tree-ring record from Spain reveals recent intensification of western Mediterranean precipitation extremes – Marcos Marín-Martín et al. – EGU – November 13, 2025 – https://cp.copernicus.org/articles/21/2205/2025/ – OPEN ACCESS.

Les cernes enregistrent les événements environnementaux (Source : Institut fédéral suisse de recherches sur la forêt, la neige et le paysage)

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A new tree-ring-based precipitation study* from eastern Spain extends regional hydroclimatic records back to 1505 and shows that exceptionally rare drought and rainfall years have become far more frequent since 2000 than during the previous 500 years.

The study was developed from a dense network of tree-ring width measurements collected from Scots pine (Pinus sylvestris) and black pine (Pinus nigra) growing in the Iberian Range. These mountain forests occupy elevations between 1 300 –2 000 m and are strongly limited by moisture availability, making them suitable natural archives of past precipitation variability.

Instrumental precipitation records in this part of Spain generally extend back little more than a century, limiting the ability to place recent droughts and floods in a longer historical context. The tree-ring chronology assembled for this study spans 520 years and retains a strong, coherent climate signal across its full length, allowing recent conditions to be evaluated against a much broader baseline.

The final dataset consists of 173 individual tree-ring series from 103 trees sampled at five sites within a 100 km radius. Statistical coherence between sites is high, supporting the construction of a single regional chronology. The chronology is considered reliable for climate reconstruction from 1505 through 2024.

Across the full 1505–2024 period, the reconstruction shows pronounced multi-decadal and multi-centennial variability. Periods of prolonged dryness and wetness occur throughout the record, including clusters of extreme years during the 16th, 18th and early 19th centuries. However, the overall amplitude of year-to-year variability remains comparatively moderate during much of the pre-20th century record.

The 19th century emerges as a particularly stable interval, with low variability and a small number of years outside the central range of reconstructed precipitation. This contrasts sharply with conditions observed since the beginning of the 20th century. Variability increases gradually after 1900 and accelerates after the mid-1970s.

Extremely dry years identified in the reconstruction include 1526, 1527, 1879, 1931, 2005, and 2012, while extremely wet years include 1534, 1546, 1575, 1645, 1716, 1940, 2010, and 2013.

Spatial correlation analysis shows that the reconstructed precipitation signal is not limited to the immediate sampling area. The strongest correlations are centred over eastern and central Iberia, with significant extensions into southern France and northern Italy.

Documentary sources describing floods and prolonged rainfall further support the reconstruction for many of the wettest pre-20th century years. Several reconstructed wet years coincide with historically documented flooding in the Ebro basin and Mediterranean river systems, particularly during autumn-to-spring seasons consistent with the precipitation window captured by tree growth.

The study findings show that while hydroclimatic extremes are not unprecedented in the region, the frequency and magnitude observed since the late 20th century exceed those recorded at any other time within the last 500 years.

Source : A five-century tree-ring record from Spain reveals recent intensification of western Mediterranean precipitation extremes – Marcos Marín-Martín et al. – EGU – November 13, 2025 – https://cp.copernicus.org/articles/21/2205/2025/ – OPEN ACCESS

Les effets du réchauffement climatique sur la végétation de Yellowstone // The impact of global warming on vegetation in Yellowstone

Selon une nouvelle étude publiée dans les Geophisical Research Letters de l’American Geophysical Union, les étés dans le Parc national de Yellowstone deviennent de plus en plus torrides. En particulier, août 2016 a été l’un des mois d’été les plus chauds des 1250 dernières années.
La nouvelle étude s’appuie sur des échantillons vivants et morts d’épinettes d’Engelmann collectés à haute altitude dans et autour du Parc national de Yellowstone. Ces échantillons ont permis d’étendre la connaissance des températures estivales maximales à des siècles au-delà des données déjà fournies par les instruments.
Les auteurs de l’étude, originaires de l’Université de l’Idaho, ont découvert que les 20ème et 21ème siècles, et en particulier les 20 dernières années, ont été les plus chauds des 1250 dernières années. Auparavant, les relevés de température pour la région de Yellowstone n’étaient disponibles que depuis 1905.
Les données climatiques recueillies à partir des échantillons de cernes des arbres correspondent aux données fournies par les instruments au cours des 100 dernières années. Les chercheurs ont également pu identifier plusieurs périodes de réchauffement connues enregistrées par les cernes des arbres, comme l’anomalie climatique médiévale entre 950 et 1250, ainsi que plusieurs périodes de refroidissement décennales qui se sont produites avant 1500. Les cernes des épinettes montrent que les années 1080 étaient extrêmement chaudes et qu’au 16ème siècle, il y a eu une période de chaleur qui s’est étalée sur environ 130 ans.
Les périodes chaudes du passé se sont caractérisées par une importante variabilité de la température sur plusieurs décennies, ce qui est très différent des tendances prolongées et intenses de réchauffement observées au cours des 20 dernières années. Le réchauffement sans précédent d’aujourd’hui est susceptible de causer des dégâts à l’écosystème du Grand Yellowstone en exacerbant les sécheresses, les incendies de forêt et d’autres types de stress écosystémique.
La nouvelle étude fournit des données particulièrement importantes pour mieux comprendre la relation entre la hausse des températures et les facteurs environnementaux tels que les régimes d’incendie, le manteau neigeux saisonnier et les changements intervenus dans la végétation. Un chercheur a déclaré que « la tendance au réchauffement que nous observons depuis l’an 2000 est la plus intense jamais enregistrée. La concentration de chaleur sur une période de temps relativement courte est inquiétante et a des conséquences importantes pour la santé et la fonctionnalité de l’écosystème. »
L’étude a identifié les tendances de la température de surface en été à l’aide d’une nouvelle technique d’étude des cerne des arbres appelée Blue Intensity. Contrairement aux méthodes traditionnelles d’observation des cernes où les biologistes ne mesurent que les cernes de croissance annuels ou infra-annuels, la technique Blue Intensity met en évidence la densité des cernes. Il a été démontré que la densité de la partie la plus externe des cernes de croissance chaque année est étroitement liée aux températures estivales maximales. Développée en Europe au début des années 2000, la technique Blue Intensity s’avère moins coûteuse que les autres méthodes d’évaluation de la densité des cernes des arbres .
Les épinettes d’Engelmann, que l’on trouve dans toute l’Amérique du Nord, du Canada au Mexique, sont parfaites pour mettre en application la technique Blue Intensity en raison de leur bois de couleur uniformément claire. De plus, l’épinette d’Engelmann vit entre 600 et 800 ans et pourrit relativement lentement. L’entretien parfait du Parc national de Yellowstone a permis de se procurer des échantillons d’arbres vivants et abattus datant d’il y a 1250 ans. Les chercheurs travaillent à l’application de la technique Blue Intensity à d’autres régions d »Amérique du Nord, en particulier dans les États du sud, où il peut être difficile d’obtenir des données de température fiables à partir des méthodes traditionnelles d’observation des cernes des arbres.
Source : American Geophysical Union.

Dans le même temps, il est bon de signaler que le Parc National de Yellowstone ne montre pas de signe d’éruption à court terme. La sismicité et la déformation du sol restent à des niveaux normaux, ainsi que la température des sources chaudes.

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According to a newstudy published in the American Geophysical Union‘s Geophysical Research Letters, summers inYellowstone National Park are getting harsher. In particular, August 2016 was one of the hottest summers in the last 1,250 years.

The new study relies on samples of living and dead Engelmann spruce trees collected at high elevations in and around Yellowstone National Park in order to extend the record of maximum summer temperatures back centuries beyond instrumental records.

The authors of the study from the University of Idaho, found that the 20th and 21st centuries, and especially the past 20 years, are the hottest in the new 1,250-year record. Previously, temperature records for the Yellowstone region were only available going back to 1905.

The climate data collected from the tree ring samples fits closely with the instrumental record over the past 100 years. The researchers were also able to identify several known periods of warming in the tree ring record, including the Medieval Climate Anomaly that occurred between 950 and 1250, as well as several multidecadal periods of cooling that occurred prior to 1500. The records show that the 1080s were extremely warm and in the 16th century, there was a period of prolonged warmth for about 130 years.

The warm periods of the past were characterized by substantial multidecadal temperature variability, markedly different from the prolonged, intense warming trends seen over the past 20 years. Today’s unprecedented warming may spell trouble for the Greater Yellowstone Ecosystem by exacerbating droughts, wildfires, and other types of ecosystem stress

The new study provides crucial data to better understand the relationships between increasing temperatures and environmental factors like fire regimes, seasonal snowpack, and vegetation changes. One researcher daid that « the warming trend we see beginning around 2000 is the most intense in the record. The rate of warmth over a relatively short period of time is alarming and has important implications for ecosystem health and function. »

The study identified summer surface temperature trends using a new tree ring technique called Blue Intensity. Unlike traditional tree ring methods where biologists just measure annual or sub-annual growth rings, Blue Intensity gives a representation of ring density. Density of the outermost part of annual growth rings has been shown to correlate closely with maximum summer temperatures. Developed in Europe in the early 2000s, Blue Intensity has been shown to be a more cost effective method of assessing tree ring density than other methods.

Engelmann spruce trees, found throughout North America from Canada to Mexico, are the “perfect species for BI methods due to their uniformly light-colored wood. Engelmann spruce also live between 600 and 800 years and rot relatively slowly. The pristine setting of Yellowstone National Park provided an opportunity to source samples from living and downed trees dating back 1,250 years The researchers are also working on applying Blue Intensity methods to more locations across North America, particularly in southern states, where obtaining a strong temperature signal from traditional tree ring data can be difficult.

Source : American Geophysical Union.

At the same time, it is worth reporting that Yellowstone National Park does not show any signs of an impending eruption. Seismicity and ground deformation remain at normal levels, as does the temperature of hot springs.

Epinettes sous la neige en Alaska (Photo: C. Grandpey)

Datation de l’éruption de Santorin (Grèce) // Dating the Santorini eruption (Greece)

Il y a plus de 3400 ans, une éruption majeure a eu lieu sur l’île grecque de Santorin. Ce fut l’un des plus grands événements volcaniques de l’histoire de la Terre. L’éruption a creusé une vaste caldeira et enfoui la colonie d’Akrotiri sous une couche de cendre d’une quarantaine de mètres d’épaisseur. Les séismes et les tsunamis qui ont suivi ont dévasté les îles voisines et ont eu des impacts en Méditerranée jusqu’en Egypte et en Turquie. De nombreux historiens pensent que l’éruption de Santorin a contribué au déclin, voire à la disparition, de la civilisation minoenne.
Les chercheurs ont longtemps montré des désaccords sur la date de l’éruption car leurs méthodes de datation archéologique et par le radiocarbone – ou Carbon 14 – montraient des résultats différents. Aujourd’hui, une étude basée sur l’observation des cernes des troncs d’arbres et publiée dans la revue Science Advances apporte un éclairage nouveau.
La datation précise de l’éruption de Santorin pourrait également permettre de dater avec plus de précision l’histoire de la région. Cette précision dans la datation de l’éruption est très importante pour l’archéologie méditerranéenne. Si l’on peut dater l’éruption avec précision, cela signifie que chaque fois que l’on trouve des preuves de cet événement sur un site archéologique, on obtient immédiatement un point de repère très précis. C’est essentiel pour analyser les interactions humaines et environnementales au cours de cette période.
Des preuves de l’éruption à partir d’artefacts humains tels que des documents écrits et des poteries récupérées lors de fouilles avaient laissé supposer que l’éruption avait eu lieu entre 1570 et 1500 avant notre ère. Cependant, la datation au radiocarbone de morceaux d’arbres, de graines et de légumineuses découverts sous la couche de cendre volcanique à Santorin indique que l’éruption a eu lieu vers 1600 avant J.C. Au cours de la dernière étude, les chercheurs ont utilisé les dernières techniques de datation sur des arbres aux États-Unis et en Irlande qui existaient avant, pendant et après l’éruption de Thera (de 1500 à 1700 av. J.-C.). Ces arbres ajoutent un cerne – ou anneau de croissance – chaque année. Chaque cerne contient des traces d’isotopes de carbone radioactif qui se désintègrent à un rythme constant et peuvent être détectés par des techniques de datation. Cela signifie que ces anneaux d’arbres agissent comme une sorte de capsule temporelle de l’histoire environnementale qui remonte à des milliers d’années.
Les éruptions majeures comme celle de Santorin envoient tellement de matériaux dans l’atmosphère qu’elles peuvent refroidir la Terre. Au cours des années exceptionnellement froides, les arbres testés par l’équipe scientifique – les chênes irlandais et les pins de Bristlecone (pins à cônes épineux) – ont ajouté des cernes de croissance plus étroits que d’habitude. En analysant des échantillons de ces anneaux plus étroits susceptibles d’indiquer une éruption majeure, les scientifiques ont daté celle de Santorin entre 1600 et 1525 avant J.C.
Les chercheurs de l’Université d’Arizona espèrent que les recherches futures pourront déterminer avec encore plus de précision l’année de l’éruption.
Source: Université d’Arizona.

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More than 3,400 years ago, a major eruption took place on the Greek island of Santorini. It was one of the largest volcanic events in Earth’s recorded history. The eruption blew a huge caldera and buried the settlement at Akrotiri in a layer of ash 40 metres deep. Related earthquakes and tsunamis devastated nearby islands and there were impacts in the Mediterranean, as far as Egypt and Turkey. Many historians believe that the event contributed to the decline and even the end of the Minoan civilization.
Researchers have long argued over when the eruption took place, with archaeological and radiocarbon dating methods differing in their results. But now, a study of tree rings, published in the journal Science Advances, has cast new light on the debate.
The accurate dating of the Santorini eruption could have important implications for tying together the history of the region. In fact, narrowing down when it happened is critical to Mediterranean archaeology. If one can date precisely when the eruption occurred, then whenever you find evidence of that moment at any archeological site, you suddenly have a very precise marker point in time. This is really important for examining human/environmental interactions around that time period.
Evidence from human artifacts such as written records and pottery retrieved from digs had suggested the eruption occurred somewhere between 1570 and 1500 B.C. However, the radiocarbon dating of pieces of trees, grains and legumes found just below the layer of volcanic ash on Santorini indicated that the eruption took place around 1600 B.C. For the latest study, the researchers used the most sophisticated radiocarbon techniques on trees in the United States and Ireland that were alive before, during and after the time that Thera was thought to have erupted (the period 1500 to 1700 B.C.). These trees add a growth ring every year, each of which contains traces of radioactive carbon isotopes which decay at a steady rate and can be detected by dating technologies. This means these tree rings act as a kind of time capsule of environmental history stretching back thousands of years.
Massive eruptions like the one at Santorini eject so much material into the atmosphere that they can cool the Earth. In exceptionally cold years, the type of trees that the team tested – Irish oaks and bristlecones – produce growth rings that are narrower than usual. By analyzing instances of these narrower rings, which could indicate a huge eruption, the researchers dated the Santorini event to someplace between 1600 B.C. and 1525 B.C.
Unversity of Arizona researchers hope that future research will be able to more accurately pin down a particular year for the eruption.
Source: University of Arizona.

Crédit photo: NASA

Les éruptions du 6ème siècle // The sixth-century eruptions

On sait depuis longtemps que les éruptions volcaniques peuvent avoir un effet sur le climat. L’exemple le plus récent est l’éruption du Pinatubo en 1991 aux Philippines qui a fait baisser en moyenne de 0,6°C la température de notre planète pendant 2 ou 3 ans.
En 1815, l’éruption du Tambora en Indonésie, a provoqué, entre autres, des gelées en plein été dans l’État de New York et des chutes de neige en juin en Nouvelle-Angleterre. 1816 a été baptisée « l’Année sans été ».
L’été de 1783 a été exceptionnellement froid à cause de l’éruption du Laki en Islande. Le volcan a émis d’énormes quantités de dioxyde de soufre, ce qui a provoqué la mort d’une grande partie du bétail de l’île, ainsi qu’une famine catastrophique qui a tué un quart de la population islandaise. Les températures de l’hémisphère nord ont chuté d’environ 1°C dans l’année qui a suivi l’éruption du Laki.
Au cours de l’été 536, un mystérieux nuage a recouvert le bassin méditerranéen. Le climat local s’est refroidi pendant plus d’une décennie. Les récoltes ont été anéanties, ce qui a entraîné une famine de grande ampleur. De 541 à 542, une pandémie connue sous le nom de Peste de Justinien a affecté l’Empire Romain d’Orient.
Les scientifiques ont longtemps pensé que la cause des problèmes dont fut victime l’Empire Romain pouvait être une éruption volcanique majeure, probablement celle du volcan Ilopango au Salvador, dont la cendre aurait envahi l’atmosphère. Aujourd’hui, les chercheurs sont convaincus qu’il y a eu en fait deux éruptions – une sur 535 ou 536 dans l’hémisphère nord et une autre en 539 ou 540 sous les tropiques – qui ont refroidi les températures de l’hémisphère nord jusqu’en 550.
Cette nouvelle hypothèse fait suite à une analyse récente qui associe des carottes de glace prélevées en Antarctique et au Groenland et des données provenant de cernes (ou anneaux de croissance) d’arbres. Selon ces données, presque tous les événements de refroidissement survenus dans l’hémisphère nord au cours des 2 500 dernières années peuvent être attribués à des volcans.
Quand un volcan entre en éruption, il envoie des aérosols soufrés dans l’atmosphère où ils peuvent persister pendant deux à trois ans. Ces aérosols bloquent une partie du rayonnement solaire et provoquent un refroidissement.
Les arbres enregistrent les impacts climatiques d’une éruption et cela se traduit par la taille de leurs cernes; Quand un événement lié au climat se produit, les anneaux de croissance peuvent être plus larges ou plus minces que la moyenne, selon que la région est humide ou sèche, et en fonction de la durée normale de la période de croissance. Dans le même temps, les aérosols soufrés finissent par retomber sur Terre et s’infiltrent dans la glace de la banquise et des glaciers, fournissant un enregistrement des éruptions.
L’association des carottes glaciaires et des cernes des arbres s’est avérée difficile dans le passé. C’est pourquoi les chercheurs du Desert Research Institute de Las Vegas ont utilisé un plus grand nombre de carottes de glace que les  études précédentes. Ils ont également employé une nouvelle méthode pour améliorer la résolution des données obtenues à partir des carottes. Elle consiste à faire fondre la carotte à une extrémité et à analyser en continu l’eau de fonte. L’équipe scientifique a ensuite utilisé un algorithme pour faire correspondre les données obtenues à partir des carottes de glace et celles fournies par les cernes des arbres.
Dans un article publié dans la revue Nature, les chercheurs disent avoir détecté 238 éruptions au cours des 2500 dernières années. Environ la moitié d’entre elles se situaient dans les hautes et moyennes latitudes de l’hémisphère nord, tandis que 81 se trouvaient dans les zones tropicales. En raison de la rotation de la Terre, les matériaux émis par des volcans tropicaux se retrouvent au Groenland et en Antarctique, tandis que les matériaux émis par des volcans de l’hémisphère nord tendent à y rester. Les sources exactes de la plupart des éruptions restent inconnues, mais l’équipe de chercheurs a pu faire correspondre leurs effets sur le climat aux enregistrements fournis par les cernes des arbres.
En ce qui concerne l’Empire Romain, la première éruption, à la fin de l’année 535 ou au début de 536, a injecté de grandes quantités de sulfates et de cendres dans l’atmosphère. Selon les récits historiques, l’atmosphère s’est assombrie en mars 536, et est restée ainsi pendant 18 mois. Les cernes ont enregistré des températures froides en Amérique du Nord, en Asie et en Europe où les températures estivales ont chuté de 1,1 à 2,2 degrés Celsius par rapport à la moyenne des 30 années précédentes. Puis, en 539 ou 540, un autre volcan est entré en éruption. Il a émis 10 pour cent de plus d’aérosols dans l’atmosphère que l’éruption du Tambora en 1815. De nouvelles calamités sont apparues, avec des famines et des pandémies. Selon les auteurs de l’article, ces éruptions ont probablement contribué au déclin de l’empire maya.
Tous ces exemples montrent clairement l’impact des éruptions volcaniques sur notre climat et, dans certains cas, sur la santé humaine, l’économie et l’histoire.
Source: Smithsonian Magazine.

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It is well known that volcanic eruptions can have an effect on the climate. The most recent example is the 1991 eruption of Mount Pinatubo in the Philippines which cooled global temperatures for about 2–3 years.

The 1815 eruption of Mount Tambora in Indonesia, occasioned – among others – mid-summer frosts in New York State and June snowfalls in New England. 1816 came to be known as the « Year Without a Summer. »

The summer of 1783 was unusually cold because of the volcanic dust produced by the eruption of Laki volcano in Iceland. It released enormous amounts of sulfur dioxide, resulting in the death of much of the island’s livestock and a catastrophic famine which killed a quarter of the Icelandic population. Northern hemisphere temperatures dropped by about 1°C in the year following the Laki eruption.

In the summer of 536, a mysterious cloud appeared over the Mediterranean basin. The local climate cooled for more than a decade. Crops failed, and there was widespread famine. From 541 to 542, a pandemic known as the Plague of Justinian swept through the Eastern Roman Empire.

Scientists had long suspected that the cause of all this misery might be a volcanic eruption, probably from Ilopango in El Salvador, which filled Earth’s atmosphere with ash. But now researchers say there were actually two eruptions – one in 535 or 536 in the northern hemisphere and another in 539 or 540 in the tropics – that kept temperatures in the north cool until 550.

The revelation comes from a new analysis that combines ice cores collected in Antarctica and Greenland with data from tree rings. According to the data, nearly all extreme summer cooling events in the northern hemisphere in the past 2,500 years can be traced to volcanoes.

When a volcano erupts, it spews sulfur aerosols into the air, where they can persist for two to three years. These aerosols block out some of the sun’s incoming radiation, causing cooling.

Trees record the climate impacts of an eruption in the size of their rings ; when a climate-related event occurs, the rings may appear wider or thinner than average, depending on whether the region is typically wet or dry and the normal length of the growing season. Meanwhile, the sulfur particles eventually fall to Earth and get incorporated into polar and glacial ice, providing a record of the eruptions.

Combining the two types of records had proven difficult in the past. So, researchers at the Desert Research Institute in Las Vegas used more ice cores than any previous study. They also employed a method to enhance the resolution in the data obtained from the cores. It consisted in melting the core from one end and continuously analyzing the meltwater. The team then used a sophisticated algorithm to match up their ice core data with existing tree ring datasets.

In an article published in the journal Nature, the researchers say they detected 238 eruptions from the past 2,500 years. About half were in the mid- to high-latitudes in the northern hemisphere, while 81 were in the tropics. Because of the rotation of the Earth, material from tropical volcanoes ends up in both Greenland and Antarctica, while material from northern volcanoes tends to stay in the north. The exact sources of most of the eruptions are as yet unknown, but the team was able to match their effects on climate to the tree ring records.

As far as the Roman Empire is concerned, the first eruption, in late 535 or early 536, injected large amounts of sulfate and ash into the atmosphere. According to historical accounts, the atmosphere had dimmed by March 536, and it stayed that way for another 18 months. Tree rings recorded cold temperatures in North America, Asia and Europe, where summer temperatures dropped by 1.1 to 2.2 degrees Celsius below the average of the previous 30 years. Then, in 539 or 540, another volcano erupted. It spewed 10 percent more aerosols into the atmosphere than the huge eruption of Tambora in Indonesia in 1815. More misery ensued, including the famines and pandemics. According to the authors of the article, the same eruptions may have even contributed to a decline in the Maya empire.

All these examples clearly show the marked impact that volcanic eruptions have on our climate and, in some cases, on human health, economics and so history.

Source: Smithsonian Magazine.

Vue du lac et de la caldeira de l’Ilopango au Salvador (Crédit photo : Wikipedia)