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)

Datation d’une éruption du Katla (Islande) // Dating of an eruption of Katla Volcano (Iceland)

Une équipe internationale de chercheurs a réussi à dater une éruption majeure du Katla (Islande) avec une marge d’erreur de quelques mois. L’éruption, qui est la plus ancienne à avoir été datée avec précision dans les hautes latitudes septentrionales, a eu lieu peu de temps avant l’implantation des premières colonies humaines, à une époque où certaines parties de l’île étaient encore couvertes de forêts.
L’équipe scientifique, qui comprenait des volcanologues, des climatologues, des géographes et des historiens, a utilisé un ensemble de données scientifiques et historiques pour situer la date de l’éruption du Katla entre la fin de l’année 822 et le début de l’année 823, quelques décennies avant l’arrivée des premiers colons. Les résultats de leur travail ont été publiés dans la revue Géology.
De la même façon que les fossiles peuvent être utilisés pour comprendre le développement et l’évolution de la vie sur Terre, différents types de preuves environnementales peuvent être utilisés pour comprendre comment était le climat sur Terre dans le passé et pour quelles raisons. Les cernes des troncs d’arbres et les carottes de glace permettent aux scientifiques de déterminer les conditions climatiques du passé et d’améliorer notre compréhension de l’interaction entre les humains et l’environnement il y a des centaines ou des milliers d’années.
Actuellement, la majeure partie de l’Islande est dépourvue de forêts. Cependant, avant l’arrivée des premiers colons à la fin du 9ème siècle, elles occupaient probablement une vaste partie du pays. Les premiers colons ont éliminé la plupart des arbres sur l’île pour établir une société basée sur l’agriculture et les arbres ne se sont jamais réapparus. En 2003, une crue de printemps de la rivière Thverá a mis à jour des centaines de troncs de bouleaux qui étaient restés enfouis pendant des siècles sous des couches de dépôts volcaniques. Cette forêt – dite de Drumbabót – est la forêt préhistorique la mieux préservée en Islande, après avoir été victime d’une éruption du Katla.
L’équipe scientifique qui a effectué l’étude avait indiqué précédemment qu’en 775 une grande éruption solaire avait provoqué une hausse brutale du niveau de carbone 14 dans l’atmosphère terrestre, susceptible d’être stockée dans le bois des arbres présents à l’époque. En mesurant le niveau de carbone 14 dans l’un des arbres de la forêt de Drumbabót, les chercheurs ont pu localiser l’année 775 dans les cernes des troncs d’arbres et compter, en allant vers l’écorce, le nombre d’années jusqu’à l’éruption du Katla qui avait signé l’arrêt de mort de ces arbres. Le cerne le plus extérieur était complètement formé et un nouveau n’était pas encore apparu, ce qui signifie que l’éruption s’est produite après l’automne 822 et avant le printemps 823, avant que la croissance de l’année suivante ait commencé. L’Islande n’a été colonisée que vers 870 ; cette forêt a donc été détruite près d’un demi-siècle avant l’arrivée des humains.
A côté du travail scientifique, l’équipe de chercheurs a également pris en compte les recherches des historiens qui ont analysé des preuves documentaires écrites en provenance d’Europe et d’Asie et ont constaté qu’il y avait eu un épisode de froid intense correspondant au moment de l’éruption du Katla.
Source: Université de Cambridge.

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An international group of researchers has dated a large eruption of Katla volcano in Iceland to within a few months. The eruption, which is the oldest volcanic eruption to be precisely dated at high northern latitudes, occurred shortly before the first permanent human settlements were established, when parts of the now mostly treeless island were still covered with forest.

The team, which included volcanologists, climatologists, geographers and historians among others, used a combination of scientific and historical evidence to pinpoint the eruption date of the Katla volcano between late 822 and early 823, decades before the earliest settlers arrived. Their results are reported in the journal Geology.

In a similar way to how fossils can be used to understand the development and evolution of life on Earth, different types of environmental evidence can be used to understand what the Earth’s climate was like in the past and why. The ‘fingerprints’ contained in tree rings and ice cores help scientists to estimate past climatic conditions and extend our understanding of the interaction between humans and the environment hundreds and thousands of years back in time.

Currently, Iceland is for the most part treeless. However, before the first permanent settlers arrived in the late 9th century, it was most likely covered by extensive woodland. Early settlers harvested most of the trees they found on the island to establish an agricultural-based society, and the trees never recovered. In 2003, a spring flood of the Thverá River exposed hundreds of birch trees which had been buried for centuries beneath layers of volcanic sediment. The so-called Drumbabót forest is the best-preserved prehistoric forest in Iceland, and had been buried by an eruption of the nearby Katla volcano.

The team behind the current study have previously confirmed that in 775, a large solar flare caused a spike in radiocarbon levels in the Earth’s atmosphere, which would be stored in the wood of trees that were alive at the time. By measuring the radiocarbon levels in one of the Drumbabót trees, the researchers were able to pinpoint the year 775 in the tree rings, and measure outward to the bark to count the number of years to the Katla eruption, when the tree died. The outermost tree ring had completely formed and a new one had not yet started, meaning that the eruption occurred after autumn 822 and before spring 823, before the next year’s growth had begun. Iceland was not settled until around 870, so this particular forest was destroyed almost half a century before humans arrived.

In addition to the scientific results, the team also involved historians who analysed written documentary evidence from Europe and Asia, and found that there was a severe cold spell consistent with the timing of the reconstructed Katla eruption.

Source: University of Cambridge.

La dendrochronologie permet de déterminer l’âge des arbres et de dater certains événements naturels.