Éruption du volcan aux Tonga : des scientifiques expliquent le phénomène

Les images sont impressionnantes. Depuis l’espace, l’explosion du volcan sous-marin Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, situé en plein Pacifique sud, ressemble à celle d’une bombe atomique. Un panache de cendres noir est propulsé à plus de 30 kilomètres d’altitude, le tout enrobé d’une épaisse fumée blanche. Un mélange de roches, de cendres, de gaz volcaniques, accompagnés de vapeur d’eau. Si l’explosion avait eu lieu en France, le nuage aurait recouvert la moitié du pays. S’est suivi un tsunami, dont un bilan provisoire, publié le 19 janvier, faisait état de trois morts et de milliers de personnes coupées du monde.

Ce volcan des îles Tonga, situé à 65 km de la capitale, Nuku’Alofa, a émergé en 2009 à la faveur d’une éruption. Deux îles en sont nées. Elles ont été reliées en 2015 lors d’une nouvelle éruption. Fin décembre 2021, des explosions ont été enregistrées et d’importantes volutes de fumée ont été observées au-dessus du volcan pendant une dizaine de jours. Depuis le début de l’année, le volcan semblait plus calme.

#Tonga

Entre vapor de agua, rayos y flujos piroclásticos, esta fue la pesadilla que se vivió en las cercanías del volcán #HungaTongaHungaHaapai después de su gigantesca erupción de ayer. pic.twitter.com/fvRuOYM1YY

— Alejandro S. Méndez (@asalmendez) January 14, 2022

« Tous les volcans n’explosent pas, explique Steve Tait, chercheur au laboratoire Géosciences environnement de l’université de Toulouse. Mais le phénomène est fréquent sur le pourtour du Pacifique, ce que l’on appelle la “ceinture de feu du Pacifique”. » Les côtes des Andes, de l’Amérique du Nord, du Japon, de l’Alaska et des Philippines sont toutes concernées. Elles se situent précisément sur une zone où se rencontrent deux plaques tectoniques et où émergent des volcans. Conséquences : les séismes y sont réguliers et la composition du magma souterrain plus riche en gaz, une caractéristique qui favorise l’explosivité des volcans.

Cette fois-ci, l’explosion a été si violente que l’onde de choc a été enregistrée jusqu’en Europe. Les appareils météorologiques européens ont enregistré d’importantes variations de pression atmosphérique quinze heures après l’explosion.

Tonga's Hunga Tonga volcano just had one of the most violent volcano eruptions ever captured on satellite. pic.twitter.com/M2D2j52gNn

— US StormWatch (@US_Stormwatch) January 15, 2022

Un événement exceptionnel, mais moins violent que le Pinatubo

Si le phénomène est connu, « la violence de l’explosion qui a eu lieu le 15 janvier est tout à fait exceptionnelle, note Cathy Clerbaux, chercheuse au Laboratoire atmosphères et observations spatiales (Latmos) du CNRS. Jamais nos appareils, installés depuis dix ans, n’avaient enregistré de tels chiffres ». D’après les premières estimations satellitaires, le panache de fumée a dépassé les 30 km d’altitude au-dessus du volcan. À titre de comparaison, lors de l’explosion du volcan russe Raikoke en 2019, les volutes de fumée s’étaient élevées à 17 km d’altitude.

Les chiffres enregistrés le 15 janvier rivalisent avec des événements séculaires, comme l’explosion du Pinatubo, en 1991. Durant plusieurs semaines cette année-là, le volcan philippin avait « craché » roches, cendres et gaz volcaniques. C’est le 15 juin 1991 qu’avait été enregistrée l’explosion la plus massive. Celle-ci avait envoyé un panache de fumée à plus de 35 km d’altitude. La masse de gaz projeté, et en particulier de dioxyde de soufre, fut telle que le climat global de la Terre en fut affecté dans les années suivantes.

Un effet climatique peu probable

Le phénomène est désormais bien connu des climatologues : le dioxyde de soufre émis par le Pinatubo et l’eau se sont combinés pour former de l’acide sulfurique. À haute altitude, celui-ci « renvoie partiellement les rayons solaires », explique Bernard Legras, chercheur au Laboratoire de météorologie dynamique. Résultat : la température moyenne relevée à la surface du globe a baissé d’un demi degré durant les deux années qui a suivi l’explosion du Pinatubo.
Si le panache du volcan tongien est impressionnant, « l’effet sur le climat sera quasi nul », prévient Cathy Clerbaux. Pour au moins deux raisons.

D’abord, parce que la quantité de matières « crachées » par le volcan est insuffisante. D’après les premières estimations réalisées par l’équipe du Latmos, l’éruption du 15 janvier dernier a émis 400 kT de dioxyde de soufre, quand celle du Pinatubo en a rejeté plus de 13 000 kT, à son paroxysme. Sans oublier que « plus l’éruption se maintient longtemps, plus la masse de matière volcanique injectée dans l’atmosphère est importante », explique Steve Tait. Ce fut le cas pour le Pinatubo, dont les explosions se sont multipliées sur près de deux mois, mais celle des îles Tonga reste pour l’instant relativement isolée.

Ensuite, parce que la position géographique des îles Tonga devrait limiter la dispersion des gaz dans l’atmosphère. « Les vents ont toujours tendance à se déplacer de l’équateur vers les pôles », explique Cathy Clerbaux. Les îles Tonga étant situées bien au Sud, les vents pousseront gaz et cendres volcaniques vers le Sud. La situation était différente pour le Pinatubo, qui est situé plus proche de l’équateur. Les matières volcaniques avaient alors été rapidement dispersées dans les deux hémisphères. Dans le cas des îles Tonga, « de petites baisses de température pourront être enregistrées localement, mais probablement pas à l’échelle globale, comme ce fut le cas en 1991 », conclut Cathy Clerbaux.

Dégâts

Lors de l’explosion, « le panache de cendres commence par monter à la verticale pour ensuite s’étendre à l’horizontale », dans la couche la plus élevée de l’atmosphère, ajoute Pasquale Sellitto, du Laboratoire interuniversitaire des systèmes atmosphériques (Lisa) de l’université Paris-Est. À cette altitude, les gaz ne sont balayés ni par les vents ni par les pluies. Ils persistent plus longtemps et les chercheurs pourront les suivre. « Peut-être pendant plusieurs mois », estime Cathy Clerbaux.

En revanche, les gaz et cendres situés plus bas dans l’atmosphère devraient retomber rapidement. Ces dépôts inquiètent le chercheur : « Certaines données satellitaires montrent d’importants dépôts de cendres sur les îles aux alentours, cela pourrait provoquer de gros dégâts matériels pour les populations locales. » En 1991, les toits des maisons s’étaient effondrés sous le poids des retombées volcaniques humides du Pinatubo. Sans compter les effets délétères de l’inhalation de cendres sur la santé humaine. « Heureusement, la zone est largement recouverte d’eau, ce qui devrait limiter les dégâts », observe-t-il.

Le nuage volcanique complique aussi la tâche des premiers secours. Depuis l’explosion, les communications avec l’archipel restent difficiles. Le trafic aérien est suspendu dans la région, le nuage de cendres pouvant endommager les réacteurs des avions. Les premières images des îles aux alentours suggèrent aussi que les pistes d’atterrissage sont impraticables tant la couche de cendres est volumineuse. Les premiers secours devraient arriver par bateaux d’ici quelques jours.