earth-of-fire

Dans la rubrique trop peu utilisée "Parole aux lecteurs", je vous soumets "in extenso" l'article de Michel Lecouteur, climato-volcanophile, paru en 2012 sur "Terre et volcans", avec son autorisation expresse.

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Cette année 2012 marquera l’éruption du KATMAI qui a eu lieu du 6 au 8 juin 1912. Ce volcan est situé sur la presqu’île d’Alaska, à 160 km de l’île Kodiak aux grizzlis géants. Cette éruption d’un VEI 6 est considérée comme une éruption majeure ayant eu un impact climatique important. Elle a envoyé dans la stratosphère 5 millions de tonnes de dioxyde de soufre.
Une étude financée par la Nasa estime qu'elle a provoqué une baisse des températures estivales dans l'hémisphère nord. Elle a en outre affaibli la mousson asiatique, réchauffé l'Inde, et refroidi l'Asie l'hiver suivant.
Les aérosols volcaniques ont été « efficaces » ; en effet dès le mois d'août 1912, on constate en France une baisse significative de la température (cf graphique pour les années 1907-1916- relevés température moyenne mensuelle pour les mois d'août à octobre à Paris, et les précipitations du mois d’août à Rouen)

De nombreux articles ont été écrits dans la presse régionale de l’époque : C'est ainsi que dans le Journal du Loiret, du 17 août 1912, on écrit : « L'automne anticipé – Pour une bonne farce, c'en est une que nous joue cet hiver qui vient s'asseoir au beau milieu de l'été. A la mer il fait froid, à la montagne, il neige. Ici nous sommes arrosés sempiternellement et nous grelottons. Les chapeaux de paille ont disparu, en revanche on a ressorti les pardessus. L'an dernier, à pareille époque, nous avions 35°, aujourd'hui nous avons 15° et nous souffrons du froid. »

A Rouen, nous ne sommes pas mieux traités. M. Raymond Coulon, secrétaire de la commission départementale de la météorologie, écrit :
« En août le mois commence par une longue dépression jusqu'au 9. Le 10 alors que le baromètre est en hausse, orage avec grêle et vent du nord. Une baisse assez profonde commence rapidement le 12 et dure jusqu'au 16, elle donne de la pluie. La baisse recommence le lendemain et dure jusqu'au 25 ; elle donne du vent du sud fort. Le 23 commence une nouvelle dépression qui se creuse profondément le 25, jusqu'au 30. En résumé ce mois a présenté une extraordinaire agitation barométrique et aucun des jours marqués comme beaux n'a été exempt de nuages. »

En septembre c'est la même chose, le mois est froid surtout la 1ère décade. Pendant la 2e et la 3e la courbe des maximums se tient en-dessous de la courbe décennale.
L'éruption a bouleversé le temps, d'après Guillaume Séchet de Météo-France ; du 8 au 14 mai 1912, les températures atteignent jusqu'à 33°C à Paris, 34° C à Toulouse et 36°C à Clermont-Ferrand.
Et brusquement après l'éruption de juin la vague de chaleur précoce de mai disparaît pour faire place à des températures restant constamment inférieures aux moyennes observées en cette saison. C'est ainsi qu'à Brest la valeur maximum d'août n'est que de 19°, 24° à Paris, etc...
Sans compter les innombrables tempêtes d'automne, alors que nous sommes en août, qui s'abattent un peu partout en Europe. C'est ainsi que dans le journal de Rouen du 16 Août 1912 on relève les tempêtes suivantes : Rennes le 14 août –
Dans la baie de St Brieuc, plusieurs bateaux ont été brisés contre les rochers.
A Saint-Quai-Portrieux le bateau de pêche Gambetta a fait naufrage...
A Saint-Brieuc, Guingamp, Morlaix on signale d'importants dégâts. La récolte du blé, encore non enlevée à cause de la pluie, à été emportée par l'ouragan.
Chalon-sur-Saône le 14 août – Une violente tornade a sévi sur différentes communes. Les eaux de la Saône ont été soulevées et lancées sur la Tuilerie Brusson où toutes les tuiles ont été arrachées..., des champs entiers ont été dévastés et les dégâts sont énormes.
Toulon, le 14 août – La température reste anormale. Dans toute la région, les orages d'hier ont causé des dégâts, le baromètre a faibli jusqu'à sept cent quarante. Nous avons eu comme température minimum 16° et maximum 21°.
L'Espagne n'est pas épargnée ; c'est ainsi qu'à Bilbao 14 barques de pêcheur ont fait naufrage, il y a 19 noyés. À Azzola le nombre de victimes des naufrages occasionnés par la tempête s'élève à 119 (le Petit Niçois du 16 août).

En Octobre de nouvelles tempêtes.
Dans le journal de Rouen du 1er octobre, on apprend qu'à Rouen « cette tempête était dans toute son intensité de minuit à quatre heures du matin, marins et mariniers ont dû veiller et doubler les amarres de leurs navires. Le vent hurlant lugubrement dans les rues, secouant les toitures d'où il arrachait tuiles et ardoises, a tenu les habitants éveillés une partie de la nuit. Sous les coups répétés de la tempête, agissant comme un bélier, une partie de la maçonnerie de la cathédrale s'est abattue vers trois heures du matin place de la Calende ».
En Seine-Maritime à Barentin, Le Havre, Londinières, le Tréport on ne compte plus les dégâts.
Toujours le 1er octobre on enregistre un cyclone à l'embouchure de la Loire qui occasionne bien des soucis. C'est ainsi qu'aux Chantiers de la Loire à Saint-Nazaire le barrage de la cale du cuirassé en construction «France» a été arraché presque entièrement, tandis que dans le bassin une vague dont on évalue la hauteur à plus de dix mètres faisait chavirer les petites embarcations et incliner d'une façon effrayante le paquebot «Versailles». Le cyclone n'a duré que l'espace de quelques minutes. Une pluie torrentielle lui a succédé, accompagnée d'un vent très violent qui souffle encore.

Phénomènes divers :
Toujours à Rouen M.Coulon enregistre les phénomènes suivants :
Coloration anormale des fruits –« le 4 septembre plusieurs personnes me font remarquer la coloration anormale des fruits. Les pommes, les poires sont beaucoup plus colorées que de coutume, malgré l'absence de soleil. Les fleurs des bégonias sont habituellement blanches, en ce moment elles sont roses. A quoi attribuer cette coloration?.... » écrit-il.
- Coloration anormale du ciel – le bleu du ciel, même par une très belle journée, prend quelquefois une teinte pâle, d'un blanc laiteux très caractéristique. En général elle ne persiste pas au-delà de quelques heures dans une journée. Cette année nous l'avons constatée presque journellement pendant toute la vague de froid dont nous avons été victimes tout l'été.
- M. Coulon a relevé la coloration du ciel d'un blanc laiteux la première fois le 28 juin et la dernière fois le 21 septembre 1912.

- Conclusion : Les différentes observations météorologiques, climatiques et optiques, constatées à cette époque, permettent de penser que l'éruption du KATMAI n'a pas été sans conséquence sur la vie quotidienne des français.

L'observation des deux graphiques montre bien que le mois d'août 1912 fut à la fois froid (12,55°) et pluvieux 155 mm.


Michel Lecouteur
Climato-volcanophile
Membre de Terre et Volcans à Rouen.                  " "

Merci à Michel pour sa coopération.

 L'éruption de 1912 du Novarupta a influencé le climat local et celui de l'hémisphère nord.

Localement, l’effet le plus important fut un déluge de cendres, avec durant trois jours, une obscurité totale. Les conditions de vie rendues insupportables forcèrent les populations à migrer. Outre les ignimbrites stérilisant la Vallée des dix mille fumées, on estime les dépôts de retombées à 17 km³, couvrant une zone de 2100km².

Isopaques des retombées de cendres de l'éruption de 1912 (50 cm. - 1 m. - 2 m.) - doc. AVO-USGS

A proximité du site de l’éruption, les vents forts, le roussissement de la cime des arbres et les chutes de cendres sont responsables d’inhibition de la photosynthèse pour des mois. Des températures plus basses que la moyenne persistant pendant plus de six mois après l’éruption furent enregistrées.

Ces changements brutaux mais non létaux se remarquent sur les cernes de croissance des arbres en Alaska, mais de deux façons .

Immédiatement après l’éruption, et sur des exemplaires prélevés à Katmai, on remarque une baisse de croissance abrupte, mais courte dans le temps, attribuable aux dommages causés par les chutes de cendres et l’activité sismique continue.

Ensuite, une période de moins de dix ans de croissance rapide est notée sur 20 à 80 % des arbres à Katmai et à Kodiak, sous le vent de l’éruption. Cet "effet rebond" indiqué par une augmentation de la croissance est habituellement attribué à un faible niveau de perturbation (par exemple, les dépôts de tephra ou des flux de lahars) qui ouvre la canopée. Ce déclenchement localisé de croissance s’est passé peu après le début d’un dérangement attribué au  dendroctone à échelle régionale.

Ce phénomène transitoire de croissance est attribué à un apport de nutriments, une modification consécutive de l’activité microbienne des sols, une augmentation de matières organiques due aux arbres morts et /ou une moindre compétition pour les nutriments. Des chutes moindres de cendres peuvent également avoir eu un effet de mulch, augmentant l’humidité des sols.

The relative size of the 1912 Novarupta eruption compared to several ancient and recent volcanic events.

Taille relative de l'éruption de 1912 du Novarupta par rapport à d'autres éruptions anciennes, dont celles du Yellowstone, et plus récentes, comme celles du St Helens et du Pinatubo. - doc. Alaska Park Science n°11. / NPS.

Novarupta se trouve près du cercle arctique, et son éventuel impact sur le climat mondial semble assez différent de celui d’un volcan tropical " ordinaire ", du moins si l’on en croit les récents travaux de climatologues utilisant un modèle informatique développé par la Nasa.

D'après Robock, le circulation stratosphérique se ferait généralement depuis l'équateur en direction des pôles. Ainsi les aérosols en provenance des volcans tropicaux en éruption ont tendance à se répartir aussi bien sur des latitudes au nord qu'au sud de l'équateur; ils peuvent circuler dans toutes les parties du globe.

Le modèle climatique de la Nasa a montré que les aérosols libérés par un volcan arctique tel que Novarupta auraient tendance à rester au dessus du 30_^eme parallèle nord, soit pas plus au sud que les Etats-Unis ou l’Europe.

Et naturellement, ils ne se mélangeraient que très lentement avec le reste de l’atmosphère.

Bizarrement, ce goulot d’étranglement boréal pour les aérosols de Novarupta ferait sentir ses effets en Inde. Toujours selon le modèle, l’éruption du Novarupta affaiblirait la mousson d’été, entraînant un été "anormalement chaud et sec" dans le nord de l’Inde . Le refroidissement de l’hémisphère nord engendré par les aérosols de Novarupta déclencherait une réaction en chaîne sur les températures de surface des continents et des océans, qui à leur tour influeraient sur les flux d’air au-dessus de l’Himalaya, pour finir par affecter les nuages (abaissement de 10% de la couverture nuageuse) et donc les précipitations au-dessus de l’Inde. En réalité, le processus est d’une complexité diabolique, et c’est pourquoi seuls des superordinateurs peuvent faire tourner ce modèle.

Les simulations de la Nasa pour une éruption en juin révèlent un refroidissement au cours de l'été suivant l'éruption des masses continentales de l'hémisphère nord, sans action au niveau mondial comme le laissait entendre d'autres simulations ( Role of the time of the year - Climate effects of high-latitude voilanic eruptions - by Ben Kravitz , Alan Robock)

(Selon une étude dans le Journal of Geophysical Research de 2005 (Climatic response to high-latitude volcanic eruptions by Luke Oman - Department of Environmental Sciences, Rutgers–State University of New Jersey, New Brunswick, New Jersey, USA  - Alan Robock & al.)

Ces aérosols stratosphériques ont un effet climatique généralisé et reparti sur un long terme (1 à plusieurs années) selon un schéma bien admis maintenant.

Schéma de dispersion des aérosols volcaniques dans la troposphère et la stratosphère - mécanismes d'établissement d'un "hiver volcanique" - doc. Nasa. / from Robock, Alan, 2000: Volcanic eruptions and climate. Rev. Geophys., 38, 191-219. Copyright 2000 AGU

Pour évaluer l’impact climatique mondial ou hémisphérique d’une éruption volcanique, Robock et Free ont décrits cinq indices en 1995-96, insistant sur le fait qu’aucun d’entre eux n’est parfait.

1. Le DVI – Dust Veil index

Lamb (1970) et Kelly et Sear (1982) ont créé un index de voile de poussière volcanique conçu pour analyser les effets des volcans sur les conditions météo de surface, sur les températures des basse et haute atmosphères, sur la circulation des vents. La méthode utilisée pour établir cet index inclus les rapports historiques sur les éruptions, les phénomènes optiques, les mesures radiatives, la température relevée et le volume estimé des ejectats.

2. L’index de Mitchell similaire au DVI, mais plus détaillé concernant l’hémisphère nord.

3. Le VEI – Volcanic Explosivity Index – donne un ordre de grandeur géologique de la puissance d’une explosion volcanique.

Il doit se combiner à un facteur mesurant les aérosols sulfatés pour pouvoir être employé au niveau climatique.

Diagramme du refroidissement en °C (log.) versus valeurs d'émissions de soufre- l'éruption du novarupta 1912 est signalée "Katmai".

A prendre avec relativité donc, comme le montre l’exemple de l’éruption du st Helens en 1980 : l’index d’explosivité est de 5, ce qui est défini comme accompagné d’une injection stratosphérique significative … alors que l’éruption n’a eu qu’un impact stratosphérique négligeable (Robock 1981)

4. L’index Sato se base sur une information volcanologique de volume d’éjectat des années 1850 à 1882, des données d’extinction optique d’après 1882, et des données satellitaires d’après 1979. Les données les plus récentes incluent des observations sur l’extension latitudinale et temporelle des nuages d’aérosols.

5. L’IVI – Ice Core Volcanic Index

Il est basé  sur des données d’acidité ou de sulfates pour le période entre 1850 et aujourd’hui ;  mais il inclus d’autres sources de sulfates, le volcanisme local, des variables atmosphériques et des problèmes liés à la conductivité électrique de la glace, qui le rende difficilement interprétable en tant qu’indice volcanique climatique .

Robock et Free ont comparé les carottes de glace entre 453 et aujourd’hui avec le VEI et le DVI, pour arriver à la conclusion que ces données disponibles pour l’instant ne sont pas suffisantes pour délimiter un forçage climatique par explosion volcanique avant 1200 pour l’hémisphère nord et 1850 pour l’hémisphère sud.

Tableau des différents indices volcaniques en fonction du temps, pour l'hémisphère nord - les pics IVI et VEI les plus grands concernent l'éruption de 1912 / Novarupta. - doc. Volcanic eruptions and climate.

Les récentes simulations montrent qu'il faut en plus tenir compte, en plus de ces facteurs, de la date de l'éruption dans l'année et de la position géographique du volcan.

Demain, "Parole aux lecteurs" avec un article de Michel Lecouteur, sur les effets climatiques de cette éruption sur le climat en France.

Sources :

- Climatic response to high-latitude volcanic eruptions - by Luke Oman, alan Robock and G. Stenchikov -Department of Environmental Sciences, Rutgers–State University of New Jersey, New Brunswick, New Jersey, USA

Gavin A. Schmidt and Reto Ruedy - NASA Goddard Institute for Space Studies, New York, New York, USA / In Journal of Geophysical research 2005 - link

- The climate effects of high-latitude volcanic eruptions - the role of the time of year - by Kravitz and Robock - link

- Nasa science news - Novarupta - link

L’éruption du Novarupta en 1912 a eu des effets collatéraux majeurs.

Outre la naissance de la Vallée des dix mille fumées, elle est indirectement responsable de la vidange de la chambre magmatique du volcan voisin Katmai, de l’effondrement consécutif du sommet de ce volcan, qui n’était plus supporté, et la formation de la caldeira.

La caldeira et le lac de cratère du Katmai - à l'arrière-plan, le mont Griggs  - photo Roy Wood / National Park service

Avant l’éruption de 1912, le Katmai était un stratovolcan coiffé de quatre sommets orientés NE-SO.

L’activité passée du Katmai se décline en deux ou plusieurs éruptions explosives au Pléistocène, tandis qu’à l’holocène, elle est caractérisée par des coulées de lave descendant le flanc SE du volcan situé le plus au sud-ouest du complexe dans la Katmai river.

Après 1912, la caldeira de 3 km. sur 4 qui s’était formée a été remplie  par un lac de cratère profond de 250 mètres,bordé de parois le surmontant de 500 à 1.000 mètres. Ses eaux recouvrent un anneau de tuff et un petit dôme de dacite post-caldeira, Horseshoe island, aperçu en 1916. Des glaciers se sont formés sur une banquette intra-caldeira.

                    Glaciers sommitaux du Katmai - photo Roy Wood / National Park Service

Plusieurs données du Service national de météorologie, en 2003, 2005,2010 et 2011, font état de mobilisation de cendres par de forts vents et retombées de celles-ci sur l’île de Kodiak ; ces cendres ne proviennent pas d’une activité volcanique récente, mais elles restent cependant gênantes et dangereuses pour le trafic aérien.

                            Le volcan Katmai / Alaska - photo National Park Service

Les populations locales furent aussi affectées par l'éruption du Novarupta.

"  Durant les 3 jours de l'éruption, l'obscurité et les conditions étouffantes causée par les retombées de cendres et de dioxyde de soufre ont immobilisé la population de Kodiak. L'irritation des yeux et une détresse respiratoire étaient généralisées, et l'eau devenue impropre à la consommation. Les communications radio ont été totalement perturbées, et avec une visibilité proche de zéro, les navires ne pouvaient pas accoster. Les toits des maisons de Kodiak se sont effondrés sous le poids de plus d'un pied de cendres, les bâtiments ont été détruits par les avalanches de cendres qui se sont ruer à partir des versants proches, et d'autres structures ont brûlé après avoir été frappé par la foudre  générée par les phénomènes électriques au sein du nuage de cendres. "

Maison à demi enterrée sous les cendres, à Kodiak - Amelia Ellkington collection / Archives univ. Alaska Fairbanks  / AVO-USGS.

          Le village de Katmai, sous la cendre, le 18.08.1912 - photo G.C. Martin / AVO - USGS

" Des conditions similaires ont prévalues ailleurs dans le sud de l'Alaska, et plusieurs villages ont été abandonnés pour toujours, dont Savonovski et Katmai. La vie animale et végétale a été décimée par la pluie de cendres et de l'acide provenant de l'éruption. Les ours et les autres animaux de grande taille ont été aveuglés par les cendres et affamés suite à la disparition des plantes et des petites proies.  Des millions d'oiseaux morts,  aveuglés,   jonchent le sol, recouverts par la cendre. Les organismes aquatiques, comme les moules, les larves d'insectes et le varech, ainsi que les poissons qui s'en nourrissent , ont péri en eau peu profonde. L' industrie de la pêche au saumon a été dévastée, en particulier de 1915 à 1919, en raison de la famine et de l'échec de la reproduction des adultes, incapables de frayer dans ces eaux polluées ".  ( d'après Fierstein and others - 1998)

Les données les plus fiables ont été les observations faites à bord du vapeur "Dora", par Martin qui s'est rendu dans les villages de Kodiak, Katmai, Uyak et à Cold Bay, en août 1912 sans toutefois oser s'aventurer dans les terres. Il a recueilli les témoignages des habitants pour les relater en 1913.

Savonovski - photo réalisée par le botaniste de l'expédition du National Geographic en 1917-19, Jasper Sayre - doc. archives Université alaska Anchorage.

L'abandon des villages permanents fut doublé par la perte des masques cérémoniels en bois sculpté de Savonovski.

Un trappeur qui avait établi sa cabane près du Naknek lake a retrouvé 35 masques avec lesquels il a décoré son intérieur. Il en a légué heureusement sept à un instituteur de New Savonovski, qui en a fait don à l'Alaska State Museum de Juneau.

Sources :

- Global volcanism program - Katmai

- Alaska Park science n°11 - Volcanoes of Katmai and the Alaska peninsula, N.P.S. -  link

L'énorme éruption explosive du Novarupta, de VEI 6, a produit une masse considérable d'ignimbrites (28.000 millions de m³ selon le GVP en seulement une soixantaine d’heures) et la coulée de la " Vallée des dix mille fumées " - VTTS ou Valley of Ten Thousand Smokes.

        La Vallée des dix mille fumées, vue d'Overlook cabin - photo G. Mc Gimsey - AVO/USGS.

 Au départ, le Novarupta expulsa du magma rhyolitique à partir de sa propre chambre magmatique, puis du magma andésitique et dacitique prélevé dans la chambre magmatique du Katmai, le transfert entre les deux se faisant par une gigantesque faille reliant les deux édifices.

L’éruption marqua toutes les structures volcaniques aux alentours : le côté NE du dôme de lave "Falling mountain" du groupe volcanique Trident, ainsi que Broken mountain et Baked mountain furent déplacés par l’effondrement ; le drainage du réservoir magmatique du Katmai en direction du Novarupta, fut la cause de l’effondrement et de la formation de la caldeira du Katmai. 

Une vallée entière fut emplie par les téphra du Novarupta : une couche de plus de 210 mètres de hauteur sur environ 100 kilomètres carrés.

              La VTTS depuis Baked Mountain - photo Mariah Tilman 2007 - AVO/USGS

La vallée fut nommée par Robert F.Griggs, qui explora le volcan en 1916 pour le compte de la National Geographic Society ; il déclara : " la vallée entière était remplie, aussi loin que pouvait porter le regard, de centaines, non de dizaines de milliers de fumées s’échappant de fissures du sol "… La Vallée des dix mille fumées était baptisée.

" Examen de la vallée fumante" , sur cette photo d'archives du Katmai / Cwru.edu

Avec le refroidissement des masses de tephra, ces innombrables fumerolles se sont éteintes et ont aujourd’hui disparues.

       La branche NO de la Vallée des dix mille fumées en 1917 - Doc. National Park Service

                       Les couleurs de la Vallée des dix mille fumées - photo P.Hamel / NPS

En 1953, H.Williams et G.Curtis concluèrent de leurs études que l'abondante couche de ponces a été produite par un mélange synéruptif de magma et que les fumerolles n'avaient pas de racines dans l'ignimbrite elle-même, ni ne dégazaient depuis un sill sous-jacent ou la chambre magmatique.

La reconnaissance de l'origine des retombées de cendres et des ignimbrites au dépend d'un évent commun et de l'effondrement de la colonne plinienne fut avancée par Kozu dès 1934, mais seulement reconnu après plusieurs dizaines d'années.   

Les signes de cette activité sont encore visibles sur les collines environnantes ; la couche de dépôts a largement été entamée par la rivière Lethe, qui y a creusé de véritables canyons découvrant les strates des différentes coulées.

         Vallée des dix mille fumées - érosion des ignimbrites par les eaux  - photo Roy Wood - NPS

                       Vallée des dix mille fumées - photo Neurodoc / Phenomenica

            Valley of Ten thousand Smokes - Knife Creek gorge, sous le Mt Griggs- doc. wikipedia

Sources :

- Global Volcanism Program - Katmai

- Global Volcanism Program - Novarupta

- AVO - The great Katmai eruption of 1912 : a century of research tracks progress in volcano science - link

- NPS - Alaska Park Science - Volcanoes of Katmai and the Alaska peninsula - link

- Phenomenica - The Valley of ten Thousands Smokes - link

- Guide des volcans - M.Rosi & al. - éd. Delachaux & Niestlé.