Le changement climatique aura aussi un impact sur les éruptions volcaniques

Vir­ginie Pinel. Pour qu’une érup­tion se pro­duise, le mag­ma doit arriv­er à la sur­face de la terre. Or des change­ments en sur­face peu­vent favoris­er la pro­duc­tion de mag­ma en pro­fondeur ou encore faciliter sa remon­tée¹.

Prenons ce dernier exem­ple : le mag­ma est moins dense que les roches qui l’entourent, il remonte donc vers la sur­face grâce à la poussée d’Archimède [N.D.L.R : tout comme de l’huile plongée dans l’eau]. Si la charge présente au-dessus de la cham­bre mag­ma­tique dimin­ue, le mag­ma peut remon­ter plus rapi­de­ment. C’est pré­cisé­ment ce qu’il se pro­duit lors de la fonte des glac­i­ers liée au change­ment cli­ma­tique causé par les activ­ités humaines. Lorsqu’un glac­i­er dimin­ue en épais­seur ou en largeur, un réser­voir de mag­ma en pro­fondeur peut rompre et le mag­ma remon­ter à la sur­face. Cela d’autant plus que le vol­can est proche de l’éruption !

VP. La fonte des glac­i­ers sur de grandes éten­dues aug­mente la pro­duc­tion de mag­ma en pro­fondeur. À l’inverse, pour les vol­cans sous-marins, la hausse du niveau des mers liée au change­ment cli­ma­tique d’origine humaine aug­mente la pres­sion sur les cham­bres mag­ma­tiques. Cela pour­rait dimin­uer la pro­duc­tion de magma.

VP. Oui, notam­ment dans les traces géologiques du vol­can­isme passé. Nous obser­vons des change­ments d’activité vol­canique liés aux change­ments cli­ma­tiques passés. Par exem­ple en Islande, les taux d’éruption vol­canique ont été 30 à 50 fois plus impor­tants qu’aujourd’hui suite aux impor­tantes déglacia­tions du passé (la dernière ayant eu lieu il y a 10 000 ans). Mais des effets sont égale­ment enreg­istrés sur le vol­can­isme actuel, en par­ti­c­uli­er en Islande où l’on peut observ­er une saison­nal­ité des érup­tions liée aux vari­a­tions d’épaisseur de neige.

Thomas J. Aubry. Il est encore com­pliqué d’attribuer la sur­v­enue d’une érup­tion au change­ment cli­ma­tique. Nous pou­vons attribuer le déclenche­ment de cer­taines érup­tions aux pré­cip­i­ta­tions, en par­ti­c­uli­er sur les vol­cans dont l’histoire érup­tive et le sys­tème mag­ma­tique sont bien con­nus. Les pré­cip­i­ta­tions – mod­i­fiées elles aus­si par le change­ment cli­ma­tique – peu­vent s’infiltrer en pro­fondeur et réa­gir avec le sys­tème mag­ma­tique pour déclencher une érup­tion. Mais pour une érup­tion par­ti­c­ulière, il est com­pliqué d’attribuer de manière robuste le dou­ble lien entre l’éruption et les pré­cip­i­ta­tions, ain­si qu’entre les pré­cip­i­ta­tions et le change­ment climatique.

TA. Oui, de nom­breux proces­sus érup­tifs sont influ­encés. En par­ti­c­uli­er, l’hydrologie de sur­face affecte énor­mé­ment le style érup­tif. Si le mag­ma ren­con­tre une calotte glaciaire ou un lac à son arrivée en sur­face, l’éruption dégage beau­coup plus d’énergie et le panache vol­canique atteint une hau­teur plus impor­tante. Le change­ment cli­ma­tique influ­ence cette hydrolo­gie de surface.

L’autre effet du cli­mat sur l’éruption con­cerne la remon­tée du panache vol­canique dans l’atmosphère. Sa hau­teur est prin­ci­pale­ment con­trôlée par l’intensité de l’éruption (évo­quée précédem­ment), mais aus­si par les gra­di­ents de tem­péra­tures et de den­sité de l’atmosphère. Dans les zones trop­i­cales, le change­ment cli­ma­tique mod­i­fie la tro­posphère – les 16 kilo­mètres les plus bas de l’atmosphère – d’une façon telle que les panach­es mon­tent moins. La hau­teur des panach­es pour­rait dimin­uer de 1 à 2 km d’ici la fin du siè­cle si nous con­tin­uons à émet­tre des gaz à effet de serre. En dehors des zones trop­i­cales, l’impact du change­ment cli­ma­tique sur les panach­es est lié aux régimes des vents, qui vari­ent beau­coup selon les régions et l’altitude.

TA. Nous menons actuelle­ment des travaux visant à réalis­er cette car­togra­phie des vol­cans les plus sen­si­bles au change­ment cli­ma­tique. Grossière­ment, nous savons que cela con­cerne les régions où la fonte des glac­i­ers est rapi­de, comme l’Islande ou le Chili, ain­si que les vol­cans qui sont très affec­tés par les pré­cip­i­ta­tions comme en Indonésie. Une étude pub­liée en 2022² mon­tre que 716 vol­cans à tra­vers le monde – soit 58 % des vol­cans aériens act­ifs – seront affec­tés par des pré­cip­i­ta­tions plus extrêmes à mesure que les tem­péra­tures glob­ales vont con­tin­uer de grimper. Nous pou­vons donc nous atten­dre à poten­tielle­ment plus d’éruptions.

VP. L’autre effet de ces pré­cip­i­ta­tions extrêmes est l’augmentation des risques sec­ondaires, en par­ti­c­uli­er les lahars. La fonte des glaces et les pluies extrêmes peu­vent déclencher ces coulées de boue com­posées des cen­dres d’anciennes érup­tions vol­caniques : ce phénomène con­tribue de manière sig­ni­fica­tive au nom­bre de décès liés au vol­can­isme à tra­vers le monde. Cela con­cerne de nom­breux sites volcaniques.

TA. Dans les régions par­ti­c­ulière­ment sen­si­bles au change­ment cli­ma­tique, nous esti­mons que la fréquence et l’in­ten­sité des érup­tions seront mod­i­fiées à mesure que le réchauf­fe­ment glob­al aug­mente. Les agences gou­verne­men­tales se penchent déjà sur ces change­ments. Dans le passé, les change­ments cli­ma­tiques ont provo­qué des effets spec­tac­u­laires sur les érup­tions vol­caniques. Mais il faut tout de même rel­a­tivis­er : ces change­ments cli­ma­tiques passés étaient d’une plus grande ampleur, on ne s’attend pas à des mod­i­fi­ca­tions aus­si impor­tantes. En revanche, l’une de nos moti­va­tions à tra­vailler sur le sujet est de met­tre en évi­dence les con­séquences de nos activ­ités. Si nous n’atténuons pas suff­isam­ment le change­ment cli­ma­tique, nous irons jusqu’à mod­i­fi­er les sys­tèmes géologiques. Je trou­ve cela incroyable…

VP. Con­cer­nant la ges­tion des risques, les effets du change­ment cli­ma­tique ont aus­si un impact sur la prévi­sion des érup­tions. La fonte des glaces et les change­ments de pré­cip­i­ta­tions induisent des déplace­ments du sol : or ce sont les déplace­ments du sol liés aux proces­sus vol­caniques – comme la remon­tée du mag­ma – qui per­me­t­tent d’anticiper les érup­tions. Les effets du change­ment cli­ma­tique brouil­lent le signal.

TA. Les effets de l’activité vol­canique sur le cli­mat sont bien con­nus : il est en effet cru­cial de bien com­pren­dre l’impact des proces­sus naturels sur le cli­mat pour mesur­er les effets des activ­ités humaines. L’inverse est beau­coup moins étudié. Seul le lien entre les déglacia­tions et les érup­tions vol­caniques a pu être large­ment exploré grâce aux enreg­istrements géologiques.

VP. La dif­fi­culté de ce domaine d’étude repose sur l’échelle de temps. Les sys­tèmes vol­caniques se met­tent en place au cours de plusieurs cen­taines de mil­liers d’années, alors que le change­ment cli­ma­tique se déroule sur quelques décen­nies. Nous n’avons pas encore assez de recul pour avoir une vision claire des mod­i­fi­ca­tions en cours sur l’activité vol­canique. Reste que le change­ment cli­ma­tique représente pour nous une oppor­tu­nité de mieux com­pren­dre les fac­teurs qui mod­u­lent et déclenchent les érup­tions, comme une expéri­ence grandeur nature.

Anaïs Marechal