Quelle est l’influence des éruptions volcaniques sur le climat ?

Les éruptions volcaniques impressionnent, par leur caractère puissant et soudain. Mais quel est leur impact sur le climat ? Pour répondre à cette question, il faut distinguer tout un spectre d’éruptions volcaniques car leur intensité détermine leur influence climatique.

Les plus puissantes sont les gigantesques éruptions volcaniques baptisées « trapps », du suédois trappa qui signifie « escalier » en référence aux formations géologiques en forme d’escaliers basaltiques qui les accompagnent. Ces trapps ne se produisent que très rarement, environ tous les 60 millions d’années. Le dernier trapp important est celui du Deccan, en Inde. Il s’agit plutôt d’une succession d’éruptions qui s’est produite il y a 66 millions d’années et a duré 30 000 ans. Les laves basaltiques ont couvert une superficie de 15 millions de km2, la moitié de la surface de l’Inde, étendue qui s’est contractée au fils du temps à 500 000 km2, suite à l’érosion et aux mouvements tectoniques. L’empreinte climatique et biologique de ces trapps est considérable. A court terme, des quantités importantes de CO₂, mais surtout de SO₂ (dioxyde de soufre) et d’un certain nombre de gaz toxiques sont relarguées jusqu’à la stratosphère où ils peuvent séjourner longtemps sans être rincés par les pluies. Les aérosols sulfatés émis par les éruptions, et dont le temps de résidence est d’environ un an dans la stratosphère, réfléchissent la lumière du soleil, ce qui se traduit par une baisse sensible de la température. De plus, ils favorisent certaines réactions chimiques qui détruisent une partie de l’ozone atmosphérique. A plus long terme, l’érosion des surfaces couvertes de basalte, six à dix fois plus rapide que pour le granit, conduit à une baisse marquée du CO₂ atmosphérique, entraînée par des réactions chimiques à la surface des roches. Cet événement a certainement contribué à l’extinction massive à la limite du Crétacé-Tertiaire (65 millions d’années), même si le processus dominant est la chute d’un astéroïde sur la région actuelle du Yucatan, au Mexique (cratère de Chicxulub).

De façon plus fréquente se produisent des explosions volcaniques intenses, qualifiées de « super éruptions », comme celle du Toba en Indonésie (Sumatra) il y a 75 000 ans, une des plus importantes du Quaternaire. On estime le volume de matière éjectée à 2 800 km2, soit cent fois celui de l’éruption du Tambora en 1815, qui provoqua en 1816, à l’échelle planétaire, une année sans été. Juste après l’éruption, les carottes de glace du Groenland présentent une concentration extrême de poussières volcaniques et un refroidissement de quelques degrés puis, pendant des dizaines d’années, un refroidissement plus atténué. Mais l’impact global d’une telle éruption reste une question très controversée.

Des éruptions moins violentes se produisent fréquemment, avec un impact climatique bien plus faible et localisé. Ainsi, pour les plus grandes explosions volcaniques du dernier millénaire comme celle de Samalas en 1257 ou Tambora en 1815 (toutes deux en Indonésie), on peut, grâce à des reconstructions de températures issues de cernes d’arbres, conclure à une diminution d’environ 1 °C de la moyenne planétaire sur un an, principalement due aux aérosols sulfatés émis dans la stratosphère. L’éruption du Pinatubo (aux Philippines) en 1991 a été bien enregistrée. On dispose en effet de nombreuses données pour caractériser son effet climatique au sol, dans la troposphère et la stratosphère. Le refroidissement qu’il a provoqué ne dépasse pas en moyenne 0.2 °C, mais est amplifié régionalement, entraînant des baisses marquées des températures estivales.

En plus de l’intensité, 3 facteurs modulent l’impact climatique d’une éruption volcanique : sa capacité à injecter des gaz et des aérosols jusque dans la stratosphère, sa position géographique et la saison à laquelle elle a lieu. Quand les éjectas (fragments de lave expulsés) restent confinés dans la basse atmosphère, ils sont rapidement rincés par le cycle hydrologique et leur effet reste de courte durée. S’ils atteignent la stratosphère, leur impact est plus long et plus intense. Le lieu de l’éruption et la saison – donc l’orientation des vents – influencent également fortement la dispersion des gaz. L’éruption d’un volcan tropical aura ainsi nettement plus d’influence que celle d’un volcan niché en Antarctique.

[Source : « Le climat en 100 questions » de Gilles Ramstein et Sylvestre Huet, publié aux éditions Tallandier, 2020]