earth-of-fire

Une industrie touristique s’est construite autour de La Fortuna, ville-champignon au nom prédestiné et à l’activité florissante, née de l’éruption du volcan Arenal .

                                 L'Arenal se trouve "dans le jardin" de La Fortuna

                        Le sommet de l'Arenal, rarement dégagé - photo 2008 Ovsicori-Una

Après un sommeil de 500 ans, l’Arenal s’est brutalement réveillé le 29 juillet 1968 par une éruption qui a malheureusement tué 87 personnes et détruit les villages de Tabacon, Pueblo Nuevo et San Luis. Le lendemain, une coulée pyroclastique emportait huit autres personnes.

Les riverains, pour la plupart éleveurs de bétail ou producteurs de fromages, comprirent alors que l’Arenal n’était pas une haute colline, mais bien un volcan.

Pendant deux décennies, ils sont restés indifférents aux perspectives commerciales offertes par celui-ci … mais l’afflux de visiteurs leur a donné des idées, et ils ont commencé à construire des lodges sur leur propriété et à transformer leur hacienda en hôtels.

                         Les thermes de Tabacon - © Jean-Michel Mestdagh

En 1991, un architecte visionnaire s’est intéressé aux eaux chaudes de la rivière Tabacon, et a créé le Tabacon Grand Spa Resort. Les activités commerciales de La Fortuna en ont été stimulées, et de nombreux "ticos" ont ouvert des boutiques.

Depuis les nuits sans nuages sont devenues un ravissement pour nombres de volcanophiles ou amateurs de nature, qui guettent les éboulements incandescents ou les éventuelles coulées pyroclastiques.

              Arenal - activité nocturne - avec l'aimable autorisation de Thorsten Boeckel

Ces activités ont perduré … jusqu’en mai 2010, époque où l’Ovsicori, l’observatoire volcanologique costaricien, a enregistré la dernière avalanche incandescente. Depuis le 15 septembre 2010, il n'y a plus aucune alerte thermique satellite et l'éruption semble s'être tassée.

Changements de morphologie du sommet de l'Arenal causés par l'effondrement du dôme le 24.05.2010 - Photo Ovsicori-Una / E.Duarte / GVP

Depuis, certains se sont reconvertis en créant une entreprise de spéléologie, d’autres en organisant des excursions d’un jour au Nicaragua … mais 16  mois après la cessation d’activité du volcan, on n’a toujours pas enlevé les pancartes ventant les émissions de lave, et des guides-voyous essaient toujours de vendre « des lava tours » à des touristes.

Une nécessaire reconversion est possible car les centres d’intérêts ne manquent pas dans la région de l’Arenal ! Il faudra penser "Hot springs, rafting, ponts suspendus, observation de plantes et d’oiseaux, excursions dans le Guanacaste tout proche".

         Autour de l'Arenal - pont suspendu et voyage dans la canopée - © Antony Van Eeten 2012

         Cassique de Montezuma - Psarocolius Montezuma - © Antony Van Eeten 2012

              Grenouille aux yeux rouges - Agalychnis callidryas - © Antony Van Eeten 2012

Témoignage de Robin Campion, volcanologue belge à l'époque étudiant à l'U.L.B. - Extrait d'un "bonus" du film Robin des Volcans "  - intitulé Crash météo

"Après 15 jours passés à jouer à cache cache avec le soleil pour mesurer le panache du volcan Turrialba, notre séjour au Costa Rica touche à sa fin. Il ne nous reste que quelques heures avant les vols vers l'Europe et nous décidons de jouer notre va-tout pour voir de la lave, au volcan Arenal plus au nord...Nous étions à des années lumières d'imaginer d'ailleurs que ce que nous allions voir était parmi les derniers souffles de l'activité de l'Arénal, car quelques semaines plus tard, en octobre 2010, il toussait ses dernières scories. Il n'y a plus d'activité depuis !!!  "

Sources :

- Global Volcanism Program - Arenal

- Ovsicori-Una  -  link

- Ticotimes - "Arenal : no lava, no cry"

 En février 1600 au sud du Pérou, après une période de calme de 9.350 ans, débute une éruption cataclysmique au volcan Huaynaputina – en langage local « volcan nouveau » . Considérée comme la plus grande éruption historique d’amérique du sud, elle va dévaster la région et détruire une dizaine de villages, mais aussi influencer le climat au niveau mondial.

                     Pérou - le cratère de l'Huaynaputina - photo J.C. Thouret / IRD

Le stratovolcan Huaynaputina, situé à 80 km. d’Arequipa, ne présente pas un profil identifiable comme une haute montagne … Malgré sa hauteur répertoriée à 4.800m., il ne dépasse les environs que d’un petit millier de mètres ; il a la forme d’une grande dépression en fer-à-cheval de 2,5 km. de large résultant de l’effondrement consécutif à son éruption, ensuite érodée par les glaciers.

L’éruption de 1600 :

Des chercheurs de l’IRD, Institut de Recherche pour le Développement, et de l’IGP, Institut  de Géophysique du Pérou, ont reconstitué les différentes phases de cette éruption, sur base d’analyses des dépôts éruptifs de la région et d’études des chroniques de l’époque (dont Compendio y Descripción de las Indias, d’Antonio Vasquez de Espinosa). L’histoire de ce volcan, jusqu’à présent peu étudié, a permis de comprendre l’origine de cette éruption et d’en mesurer les conséquences.

Situation du volcan Huaynaputina et du rio Tambo dans la CAVZ - Central Andean volcanic Zone - doc. J.C. Thouret.

Parmi les six phases identifiées, trois phases majeures ressortent :

1. Première phase plinienne :  Le 19 février 1600, un panache s’élève du volcan et monte jusqu’à 35 km., atteignant la stratosphère. La pluie de cendres et de ponces consécutive génère en 18 heures près de 8 km³ de dépôts ; elle a été observée par des témoins de l’époque jusqu’à 600 km. au nord-ouest du volcan, et reste aujourd’hui identifiable jusqu’à 350 km. de l’Huaynaputina.

2.Après une accalmie, les explosions reprennent du 24 au 27 février. Au cours de cette phase ignimbritique, des coulées pyroclastiques chargées en ponces seront canalisées jusqu’à 40 km. du point d’émission. Des tremblements de terre associés  détruisent la cathédrale d’Arequipa, éloignée de 80 km.

Chutes de cendres sur Arequipa en 1600 - doc. Guaman Poma, Nueva corónica y buen gobierno  archives 1615. 

3.Du 28 février au 15 mars, des explosions hydromagmatiques génèrent des coulées pyroclastiques cendreuses et des dépôts observables aujourd’hui jusqu’à 60 km. du volcan. Certaines coulées s’engouffrent dans le canyon du Rio Tambo, y créent des barrages et des lacs temporaires. Lorsque ces barrages cèdent, des lahars se forment qui vont dévaster la vallée jusqu’à l’océan Pacifique éloigné de 120 km. Les récits de l’époque parlent de « pierres brûlantes cuisant les poissons du fleuve ».

Au cours des mois suivants, des coulées pyroclastiques secondaires, non directement liées à l’éruption, se forment … les chroniques rapportent un ciel obscurci par la poussière près de neuf mois après le début du cataclysme.

L’éruption sera qualifiée de VEI 6 – avec émission de 30 km³ de téphra dacitique. (GVP)

Deux phénomènes conjoints peuvent être à l’origine du volume et du débit exceptionnel de cette éruption :

- en remontant le magma a rencontré les eaux d’un système hydrothermal superficiel ; l’éruption hydromagmatique a accru la fragmentation du magma et l’intensité de l’explosion. Au paroxysme de la phase plinienne, le taux d’émission a été estimé supérieur à 100.000 tonnes de magma par seconde.

-  un magma plus acide et plus visqueux a été émis lors de la phase ignimbritique et des phases suivantes, entretenant un caractère hautement explosif

Effets locaux et mondiaux :

Les retombées de cendres furent constatées jusu’à 500 km. du volcan, couvrant le Pérou, mais aussi le nord du Chili et l’ouest de la Bolivie. La couche de cendres forme d’ailleurs un marqueur stratigraphique au Pérou.

Plus de 1.500 personnes furent tués, dix villages dévastés, et l’économie liée à l’agriculture régionale mis 150 ans à retrouver son niveau.

               Isopaques des retombées de cendres de l'éruption de l'Huaynaputina en 1600.

La dispersion des poussières et gaz dans la stratosphère ont généré des aérosols qui perturbèrent le climat de l’ hémisphère nord.

Concentration des sulfates et anomalies de températures, extrapolées de données dendrochronologiques du Groenland.

           Anomalies de température dans la région nord Atlantique vers 1600 ( * ) - doc M.Mann 2009

Dans l’hémisphère nord, l’année 1601 fut considérée comme la plus froide en 6 siècles.

Ces conditions climatiques conduisirent à une famine en Russie de 1601 à  1603 et à un renversement du Tsar, à un retard des vendanges en France et à une baisse de production en Allemagne.

Entre 1600 et 1610, la progression des glaciers dans la région de chamonix causa des inondations qui détruisirent trois villages et en endommagèrent d'autres.

Ce climat froid eu un impact sur la santé de la population européenne, favorisant l'apparition du "feu de St Antoine ", l'ergotisme : convulsions, hallucinations, gangrène des extrémités et mort en sont les conséquences. Des foyers sont susceptibles de se créer dès que sont réunis les conditions suivantes : un temps humide, de températures fraîches, un retard dans les moissons des cultures de plaine et la consommation de seigle.

La malnutrition est liée à un affaiblissement de l'immunité et aggrave les épidémies (grippe, peste bubonique).

L'évolution du prix du blé dans différents pays européens aura une influence considérable sur l'instauration de plusieurs périodes de famine - doc. from The Little Ice Age in europe / by Scott A. Mandia Professor - Physical Sciences - Selden, NY 11784

Le pic d’acide sulfurique relévé au Groenland fut plus important que celui relié à l’éruption du Krakatau en 1883.

Au Japon, le lac Suwa gela pour la première fois en 500 ans, et en Chine, les pêchers fleurirent tardivement.

Sources :

- Global volcanism Program - Huaynaputina

- Largest explosive eruption in historical times in the Andes at Huaynaputina volcano, A.D. 1600, southern Peru
 by Jean-Claude ThOuret -  IRD and Instituto Geofisico del Peru - Jasmine Davila Instituto Geofísico del Perú, Lima, Perú - Jean-Philippe Eissen

- The Geochemistry of Huaynaputina Volcano, Southern Peru
Richard A. Oliver, Nicole Vatin-Perignon, Pierre Goemans and Francine Keller.

- The Little Ice Age in Europe by Scott A. Mandia - professor physical sciences Selden. 

- Global signatures and dynamical origins of the Little Ice Age and Medieval climate anomaly - by Michael E. Mann & al. / Science magazine.

On parle beaucoup ces jours-ci de l’influence du volcanisme sur le climat, et particulièrement de son implication au niveau du Petit age Glaciaire  - LIA , Little Ice Age.

Variations dans le temps des températures - situation du Little Ice Age par rapport à la période Holocène et suivant l'Optimum climatique médiéval. - doc. atmos. Washington.edu.

Un article dans le Geophysical research letters, cosigné par Gifford H. Miller (INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado at Boulder, Boulder, Colorado, USA / Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Reykjavík, Iceland) et nombre d’autres scientifiques, principalement des climatologues, va dans ce sens. Il s’intitule  : "Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks", et pointe un début brutal du LIA en deux paliers, une possible explication par des décades d’activité volcanique explosive, et un relais / soutien du refroidissement par le couple océan – calotte glaciaire.  

Le petit âge glaciaire : sa nature, sa période d’existence, ses causes possibles :

Le Petit âge glaciaire est défini comme une période de refroidissement suivant la période chaude médiévale (l’optimum climatique médiéval).

Bien que ne caractérisant pas une véritable période glaciaire, ce terme fut introduit dans la littérature scientifique en 1939 par François  E. Matthes ; il définit par convention une période non uniforme s’étendant depuis le 16° jusqu’au 19° siècle. (1550 à 1850, selon la Nasa).

Son importance a été relativisée … le LIA doit être considéré comme un refroidissement de l’hémisphère nord de moins de 1°C par rapport aux niveaux moyen de température de la fin du 20° siècle (GRID 2001).

The reconstructions used, in order from oldest to most recent publication are:

1. (dark blue 1000-1991): The Holocene.
2. (blue 1000-1980): Geophysical Research Letters.
3. (light blue 1000-1965): Ambio. Modified as published in Science.
4. (lightest blue 1402-1960): J. Geophys. Res..
5. (light green 831-1992): Science.
6. (yellow 200-1980): Geophysical Research Letters. 
7. (orange 200-1995): Reviews of Geophysics. 
8. (red-orange 1500-1980): Geophys. Res Lett.. 
9. (red 1-1979): Nature. 
10. (dark red 1600-1990): Science. 

The original version of this figure was prepared by Robert A. Rohde from publicly available data and is incorporated into the Global Warming Art project

Diverses causes ont été proposées : des baisses cycliques de la radiation solaire, une activité volcanique soutenue, des variations de l'albedo et de la circulation des eaux océaniques, une variabilité inhérente au climat, et même une diminution de la population humaine (en relation avec une reforestation et un boom de CO₂).

Les causes réelles sont multifactorielles, mais quelle est la part prise par les éruptions volcaniques explosives ?

Les températures estivales de l’hémisphère nord au cours des derniers 8.000 ans ont été rythmées par une lente diminution de l’insolation résultant de la précession des équinoxes (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, quand un couple lui est appliqué … la précession des équinoxes est le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre).

On débat cependant toujours sur les causes des anomalies thermiques estivales, principalement durant les années les plus froides du Petit âge glaciaire, à cause de la faiblesse des interventions en provenance de phénomènes naturels et de la courte action dans le temps de l’effet des éruptions volcaniques.

L’étude de Miller & al. relève deux périodes de croissance de la couverture glaciaire arctique du Canada et de l’Islande, en relation avec des étés froids :

- la première entre 1275 et 1300 , période où l’on répertorie les éruptions du Quilotoa (Equateur) en 1280 / VEI 6, du Cayambe (Equateur) en 1290 / VEI 4, et de l’Hekla (Islande) en 1300 / VEI 4. On peut y ajouter celle du Katla (Islande) en 1262 / VEI 5.

- la seconde entre 1430 et 1455, période d’éruptions du Shiveluch (Kamchatka) en 1430 / VEI 4, de la Soufrière de la Guadeloupe en 1440 / VEI P, du Katla (Islande) en 1440 / VEI 4, du Furnas et du Sete Citades (Açores) respectivement en 1441 et 1444 / VEI 4, du Pinatubo (Philippines) en 1450 / VEI 5.

Injection annuelle d'aérosol sulfatés dans la stratosphère de l'hémisphère nord (au dessus), de l'hémisphère sud (au milieu) , et globalement (en bas)  au cours des derniers 1500 ans, sur base d'analyse de carottes glaciaires - doc. Gao & al. 2008

 Un modèle climatique montre que le volcanisme de type explosif puissant peut induire un refroidissement des étés, et que les étés froids peuvent se maintenir longtemps après que l’effet des aérosols volcaniques ait cessé, grâce à l’action combinée suivante de la calotte glaciaire et des océans.

L’étude met en évidence la concordance du "démarrage" du LIA et d’une période de grandes éruptions explosives et d’émissions fortes de gaz soufrés sur un laps de temps de 50 ans, chaque éruption avec un ratio de charge en sulfate supérieur à 60 Tg. La rétroaction du couple calotte glaciaire–océan s’explique par la persistance d’étés froids, liés à une insolation hémisphérique estivale minimum, sans intervention nécessaire de changements de la radiance solaire.

Examinons quelques fortes éruptions qui ont constellées cette période :

Eruption du Quilotoa en 1280 :

Le Quilotoa est un stratovolcan dacitique au sommet tronqué d'une petite caldeira large de 3 km., situé à 80 km. au SSO de Quito - Equateur. Enchassée dans des parois atteignant une hauteur de 400 m, elle est occupée par un lac profond de 240 m.

Au cours des derniers 200.000 ans, le Quilotoa a produit au moins huit épisodes éruptifs explosifs, à un intervalle de 10.000-14.000 ans.

Le Quilotoa est le volcan andin "le plus à l'ouest" .

                           La caldeira et le lac du Quilotoa - photo Annom

L'une des plus importantes éruptions du dernier millénaire est datée au radiocarbone de 1280. En quatre phases, 11 km³ de magma furent émis

; la première phase a produit l'un des plus gros dépôt de ponces et cendres  des Andes du nord, avec 2,1 . 10¹⁰ m³ de tephra émis, ce qui la classe en VEI 6 . Les phases suivantes sont caractérisées par de grandes coulées pyroclastiques et des lahars qui ont atteint les côtes du Pacifique.

Cette éruption s'est produite après une période de dormance de 14.000 années; elle fut suivie par la formation de l'actuelle caldeira et la mise en place d'un petit dôme de lave.

Pour suivre, d'autres éruptions datées du Petit âge glaciaire.

Sources :

- Abrupt onset of the Little Ice Age triggered by volcanism and sustained by sea-ice/ocean feedbacks  - by Gifford H. Miller (INSTAAR and Department of Geological Sciences, University of Colorado at Boulder, Boulder, Colorado, USA / Institute of Earth Sciences, University of Iceland, Reykjavík, Iceland) & al. - link

- Wired Science / Eruptions - Volcanoes and the Little Ice Age : not the smoking gun ? - link

- Global volcanism Program - Large holocene eruptions - link

- "The plinian fallout associated with Quilotoa's 800 yr BP eruption, Ecuadorian Andes", Journal of Volcanology and Geothermal Research - by Patricia A. Mothes, Minard L. Hall (2008)