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Cette histoire a été initialement publiée par Filaire et est reproduit ici dans le cadre du Bureau du climat collaboration.
L’année dernière, Larry Paxton regardait aux confins de l’espace quand il a vu quelque chose qu’il n’aurait pas dû. Physicien à l’Université Johns Hopkins dans le Maryland, Paxton utilise des instruments satellitaires qui surveillent la région de l’espace juste au-dessus de l’atmosphère. Ils voient dans des spectres de lumière que nous ne pouvons pas, comme l’ultraviolet lointain, surveiller des choses comme la météo spatiale étrange. Mais fin janvier, son équipe a observé quelque chose d’inhabituel sur un scan : une partie de la carte était devenue noire. Les rayons de la lumière ultraviolette lointaine étaient absorbés par des molécules quelconques, ce qui produisait une tache sombre à peu près de la taille du Montana.
La source s’est vite révélée : le volcan Hunga Tonga–Hunga Ha’apai, qui venait d’éclater dans le Pacifique Sud. Ces molécules – assez d’eau, l’équipe de Paxton a déterminé plus tard, pour remplir 100 piscines olympiques – avaient été larguées vers le ciel à une vitesse supérieure à la vitesse du son par une explosion contrairement à tout ce qui avait été enregistré auparavant sur Terre. “C’est une énorme quantité d’eau à injecter aussi haut”, déclare Paxton, qui a présenté ses recherches il y a quelques semaines à l’American Geophysical Union. “C’est une chose extraordinaire.”
Un an plus tard, les scientifiques étudiant pratiquement toutes les facettes de la Terre, du manteau aux océans en passant par l’ionosphère, ont vécu un moment similaire à celui de Paxton, stupéfaits par une découverte exceptionnelle générée par l’éruption de Hunga. Ces derniers mois, les scientifiques ont observé nouvelles ondes vibratoires qui a ricoché autour du globe, déclenchant des tsunamis dans des bassins océaniques lointains, et a vu la plus forte concentration de éclair jamais enregistré. Les molécules d’eau nouvellement cosmiques représentaient le sommet d’un énorme panache qui remplissait la haute atmosphère avec suffisamment d’eau pour piéger la chaleur en dessous, ce qui réchauffera probablement légèrement la Terre au cours des prochaines années, selon Holger Vömel, scientifique au Centre national de recherche atmosphérique.
Le 15 janvier 2022 l’explosion était évidemment étrange. Mais maintenant, les chercheurs se demandent : à quel point était-ce singulier ? La réponse a des implications pour les centaines de volcans sous-marins qui parsèment les océans de la Terre. “L’éruption de Hunga met en évidence un nouveau type de volcan et de nouveaux types de menaces sous-marines”, explique Shane Cronin, volcanologue à l’Université d’Auckland en Nouvelle-Zélande. Et pourtant, seule une poignée de volcans sous-marins ont fait l’objet de recherches approfondies. Ceux-ci incluent l’Axial Seamount, qui se trouve à quelques centaines de kilomètres au large de la côte de l’Oregon et qui est étudié depuis les années 1970, et le Kick ’em Jenny, actif depuis longtemps, près de la nation caribéenne de la Grenade. Les deux reçoivent des visites régulières de croisières de recherche et sont couverts de capteurs qui surveillent les grondements.
Mais beaucoup d’autres se trouvent dans les arcs reculés du Pacifique, loin des grandes villes ou des ports où les navires de recherche font escale. Leurs voisins les plus proches sont de petites nations insulaires, comme les Tonga, qui n’ont pas de programmes dédiés à la surveillance des volcans ou beaucoup de capacité pour installer des moniteurs sismiques. C’est en partie dû à des problèmes géographiques. Tonga, par exemple, est une ligne d’îles, ce qui n’est pas idéal pour trianguler les sources d’ondes sismiques – et le personnel et les fonds peuvent être rares dans les pays où la population est similaire à celle d’une grande ville américaine. Il existe des options internationales, comme le réseau de surveillance sismique de l’US Geological Survey (USGS), qui offrent une couverture mondiale pour une activité géologique inhabituelle, mais les stations sont généralement trop peu nombreuses pour capter les grondements plus doux annonçant une éruption sous-marine à venir, dit Jake Lowenstern, directeur du programme d’assistance en cas de catastrophe volcanique à l’USGS.
La plupart de ces éruptions n’ont aucune chance d’égaler l’explosivité de Hunga Tonga. Mais l’événement a éveillé le monde à l’activité possible de ces volcans, explique Sharon Walker, océanographe au Pacific Marine Environmental Laboratory. “Bien que des événements comme celui-ci ne se produisent pas très souvent, j’ai l’impression que nous ne voulons pas qu’ils se produisent sous notre surveillance”, dit-elle.
Il est clair que Hunga impliquait une recette inhabituellement explosive qui ne peut pas être facilement reproduite. Pendant environ un mois, l’éruption s’est déroulée comme prévu – modérément violente, avec des gaz et des cendres, mais gérable. Puis tout a basculé. Cela semble être le résultat d’au moins deux facteurs, dit Cronin. L’un était le mélange de sources de magma avec des compositions chimiques légèrement différentes en bas. Au fur et à mesure de leur interaction, ils ont produit des gaz, augmentant le volume du magma dans les limites de la roche. Sous une pression énorme, les roches au-dessus ont commencé à se fissurer, permettant à l’eau de mer froide de s’infiltrer. “L’eau de mer a ajouté du piquant supplémentaire, si vous le souhaitez”, explique Cronin. Une explosion massive s’en est suivie – deux d’entre elles en fait – qui a soufflé des billions de tonnes de matériaux directement à travers le sommet de la caldeira, une partie apparemment jusqu’à l’espace.
Ces deux explosions ont produit de gros tsunamis. Mais la plus grosse vague est venue plus tard – potentiellement causée, pense Cronin, par l’eau qui a envahi le trou d’un kilomètre de profondeur soudainement creusé dans le fond marin. « C’est quelque chose de vraiment nouveau pour nous », dit-il – un nouveau type de menace à considérer ailleurs. Auparavant, les scientifiques pensaient que ce type de volcan ne pouvait vraiment produire un grand tsunami que si un côté d’une caldeira s’effondrait. L’essentiel, dit-il, est que les volcans sous-marins sont plus diversifiés et, dans certains cas, plus capables de comportements extrêmes, que quiconque ne le pensait.
Mais le processus de reconstitution de l’éruption a également mis en évidence les défis de l’étude des volcans sous-marins. Une expédition de cartographie typique impliquera un grand navire de recherche avec équipage complet, équipé d’un sonar multifaisceaux qui cartographie les changements du fond marin et d’une batterie d’instruments d’échantillonnage d’eau qui recherchent les signes chimiques d’une activité en cours. Mais prendre un bateau au-dessus d’une caldeira potentiellement active est risqué, non pas tant parce que le volcan pourrait exploser, mais parce que les bulles de gaz qui se forment pourraient faire couler un navire. Aux Tonga, les chercheurs ont résolu ce problème avec des navires plus petits et un navire autonome.
Même les Tonga, qui ont été visitées quatre fois au cours de la dernière année en raison d’un afflux de fonds de recherche pour des groupes étudiant l’éruption, ne devraient pas recevoir une autre grande mission avec équipage au cours des prochaines années, a déclaré Cronin. Le coût est tellement élevé. Il faudrait probablement des décennies pour étudier chaque volcan en détail, même ceux de l’arc tongien. C’est dommage, dit Walker, car ce type d’expéditions est l’un des rares moyens par lesquels les scientifiques se rapprochent suffisamment pour voir réellement comment les volcans se comportent. Un scénario idéal impliquerait plus de financement pour ces missions, ainsi que des investissements dans l’amélioration de nouvelles technologies, comme les navires autonomes, qui peuvent être difficiles à opérer en pleine mer dangereuse.
Sans eux, les scientifiques sont coincés à regarder à distance. C’est difficile à faire lorsque vous essayez d’observer des événements sous-marins, mais pas impossible. La technologie satellitaire peut repérer des objets connus sous le nom de radeaux de pierre ponce – des feuilles de roche volcanique flottante qui flottent à la surface de l’eau – ainsi que des proliférations d’algues, qui sont nourries par les minéraux libérés par les volcans. Et l’USGS, ainsi que ses homologues australiens, sont en train d’installer un réseau de capteurs autour des Tonga qui peuvent mieux détecter l’activité volcanique, combinant des stations sismiques avec des capteurs sonores et des webcams qui surveillent les explosions actives. S’assurer qu’il reste opérationnel sera un défi, dit Lowenstern – une question de garder les systèmes connectés aux données et aux sources d’alimentation et de s’assurer que Tonga peut doter les installations en personnel. Il ajoute que les Tonga ne sont que l’un des nombreux pays du Pacifique qui pourraient bénéficier de cette aide. Mais c’est un début.
L’un des avantages d’étudier le volcan Hunga de si près est que les chercheurs ont maintenant identifié de nouvelles caractéristiques volcaniques à surveiller. Au cours des prochaines années, Cronin prévoit un processus d’identification des volcans nécessitant plus d’attention. Lors de leur dernier voyage à Hunga en 2022, l’équipe de Cronin a profité du temps passé sur le navire pour visiter deux autres volcans sous-marins de la région, dont un à environ 160 kilomètres au nord avec une topographie de type mesa qui ressemble à Hunga avant son éruption. Les cartes serviront de référence pour les futures enquêtes qui parviennent à sortir sur l’eau, un moyen pour les chercheurs de déterminer l’ampleur de l’action qui se déroule sous la mer et la roche. Jusqu’à présent, rapporte Cronin, l’océan est calme.
