jeudi 17 mars 2011

Les supervolcans : cataclysme planétaire

Depuis l'enfance, on nous parle des volcans, mais très peu, voir pas du tout des supervolcans. C'est bien simple, la puissance des supervolcans dépassent de loin tout ceux que l'on peut imaginer. C'est un tel phénomène qu'il en vient à éclipser tous les autres, la portée d'une seule super éruption peut affecter tous les habitants de la Terre.



C’est aux Etats-Unis, dans l’état du Wyoming, que subsiste l’une des plus grandes menaces potentielles pour l’avenir de la Terre. Contrairement à des théories comme celle du refroidissement du noyau terrestre qui entraînerait la fin du champ magnétique terrestre ou encore une gigantesque éruption solaire, cette menace est tout à fait réelle et d’actualité et sommeille dans le parc de Yellowstone. Malgré la visite de millions de visiteurs fascinés par les phénomènes des geysers et des sources d’eau chaude du parc du Yellowstone, peu d’entre eux savent que le site entier est en réalité un supervolcan et qu’il peut à tout moment se réveiller sous leurs pieds. Les conséquences d'une telle éruption seraient cataclysmiques et incommensurables! En effet, en plus des manifestations amplifiées de l'éruption d'un volcan classique, la société tout entière serait paralysée et ce phénomène aurait de graves conséquences sur la santé de tous les êtres vivants.


Qu'est ce que le Yellowstone?


Le Yellowstone est un supervolcan qui a été découvert par Bob Christiansen du United States Geological Survey (USGS) pendant les années 60 et 70. C’est d’ailleurs le plus visible des supervolcans car il est « vivant », il y a des geysers, des fumées, des cratères d'eau chaude, mais les autres sont tout autant dangereux. (il reste sûrement des dizaines de supervolcans à découvrir de par le monde…)


Qu’est ce qu’un supervolcan?
Un supervolcan est une vaste cavité souterraine à grande profondeur qui se remplit de magma et de gaz, jusqu'au moment où la pression fait sauter le couvercle, avec une éruption des centaines de fois plus puissantes que celles des plus grands volcans classiques de type explosif, comme le Pinatubo en Indonésie ou le Mont St Hellens aux Etats-Unis ; c’est ce que l’on appelle une super éruption. Les scientifiques classent les super éruptions dans la catégorie extrême des éruptions "méga-colossales".

Les caldéras :
Contrairement aux volcans normaux que l’ont remarquent facilement par leur forme de cône, les supervolcans ont des structures très aplatis, ce qui rend très difficile de détecter leur présence. Ce n'est qu'après avoir explosé, lorsque la chambre de magma souterraine en fusion s'effondre, que l'on aperçoit un cratère au sol, la fameuse caldera du supervolcan. Ces calderas de plusieurs dizaines de km, sont si grandes, qu'on ne peut les détecter que depuis l’espace! 

Vue satellite d'une caldéira sur l'île Fernandina, île inhabitée d'Equateur dans les îles Galapagos.

Plusieurs dizaines de ces calderas endormies parsèment le monde. On en a recensé  aux Etats-Unis, au Canada, en Amérique Centrale (Salvador, Nicaragua, Guatemala) en Amérique du Sud (Chilie, Argentine, Equateur) en Indonésie, aux Phillipines, en Nouvelle Zélande, au Japon, en Islande, en Grèce, et même aux Royaumes Unis plus particulièrement en Ecosse. En somme, il y’en a un peu partout ; Fin 2009, un consortium de chercheurs italiens et américains a annoncé la découverte d'une gigantesque caldeira dans les Alpes Occidentales, au coeur des reliefs de la Valsesia, au Nord du Piémont en Italie.

Pour en revenir à Yellowstone, ce supervolcan a connu deux éruptions explosives, l’une il y a 2,1 millions et 1,3 millions d'années. Le plus inquiétant est que les éruptions de ce supervolcan se produisent de façon cyclique tous les 600 000 ou 700 000 ans pour les grosses éruptions et tous les 20 000 ans pour les "petites", hors cela fait 74000 ans que ce n'est pas arrivé pour les petites et  la dernière grosse éruption date quant à elle de 644 000 ans environ…

La plus grave de ces éruptions est celle qui s'est produite il y a 2,1 millions d'années ou elle atteigna 8 sur l'échelle VEI. La dernière éruption de la même ampleur s'est produite il y a seulement 74 000 ans à Toba, en Indonésie.

VEI : Indice de classification des éruptions volcaniques, par volume de matière éjectée. Cet indice d'explosivité volcanique, ou échelle VEI, Volcanic Explosivity Index, fut inventée en 1982, par Chris Newhall de l'United States Geological Survey et Steve Self de l'Université d'Hawaii. L'indice varie de 0 à 8, chaque degré représente une éruption 10 fois plus puissante que la précédente. 


La super éruption du Toba survenue voici 74 000 ans, donna naissance à un lac dans la caldéra mesurant 100 km de longueur et 60 km de largeur. Ce fut une explosion colossale dont les cendres ont été disséminées sur des milliers de kilomètres à la ronde. Les scientifiques commencent seulement à comprendre les effets de la libération d'autant de cendres volcaniques sur le climat de la planète. 



Nichée au cœur de la forêt équatoriale de Sumatra,
la gigantesque caldeira du supervolcan 
Toba, a des dimensions impressionnantes.


Si on analyse les carottes géologiques relevées aux quatre coins du monde au fond des océans et aujourd'hui précieusement conservées à l'Université américaine de Columbia, on peut découvrir ce qui s'est passé à l'époque où Toba explosa. Le professeur Michael Rampino de l'Université de New York étudia ces échantillons et conclut aujourd'hui que la taille de l'éruption de Toba fut gigantesque.  Il est aujourd'hui admis par tous les scientifiques que Toba a la plus grande caldéira jamais découverte et à causer la plus grosse éruption du monde. On parle ici de quelque 3000 km3 de matière qui furent éjectés du volcan. Cela représente environ 1000 fois la taille de l'éruption du St.Helens en 1980 que l'on considère comme l'une des plus importantes éruptions à ce jour.

Petit rappel sur St Helens :

L'éruption de St Helens datant du 18 mai 1980, fut l'éruption volcanique la  plus destructrice de l'histoire des États-Unis, aussi bien humainement qu'économiquement. Au total, le mont Saint Helens libéra une quantité d'énergie équivalente à 27 000 fois la puissance dégagée par une bombe atomique comme celle d'Hiroshima (soit approximativement 350 mégatonnes d'équivalent TNT.)

A la suite de l'éruption du 18 mai 1980, une autre série d'éruption à St Helens a eu lieu le 22 juillet 1980.
Je trouvais cette photographie beaucoup plus forte que celles du 18 mai 1980.
Pourtant, cette nouvelle éruption est largement inférieur à la taille de la première...

Petit rappel sur Toba, la plus grosse super éruption de la planète :
L'énergie libérée par la super éruption du Toba aurait été équivalente à 1 Giga Tonne de TNT, soit environ 67 000 fois la bombe d'Hiroshima. C'est une VEI 8, mais dix fois plus intense que le seuil minimum d’une VEI 8. Pour vous donner une idée de l’explosion de Toba, ses effets ont été similaires à celui de l'impact d'un astéroïde d'au moins 800 m de diamètre sur un sol granitique. A plus de 2500 km de Toba, on a retouvé dans le fond des océans une couche de cendre épaisse de 35 cm qui s'est déposée juste après l'éruption. Elle révèle que Toba provoqua un évènement super volcanique d'une puissance bien supérieure à toutes les autres éruptions volcaniques connues jusqu'à aujourd'hui. L'analyse des cendres révéla que l'éruption fut riche en soufre et aurait libéré une énorme quantité de dioxyde de soufre et d'autres gaz jusqu'à la stratosphère, d'où ils seraient retombés sous forme d'aérosols composés d'acide sulfurique, affectant le climat de la Terre durant des années. L’éruption de Toba cracha plus de 2 milliards de tonnes d’aérosol!

Suite à l'éruption du Pinatubo (aux Philippines) en 1991, nous savons que les cendres transportées jusqu'à la stratosphère, à plus de 18 km d'altitude à cette latitude, ont obscurcit la lumière du Soleil et entraîné un refroidissement du climat à l'échelle mondiale. L'année qui suivit cette éruption, on assista en effet à une chute de la température globale moyenne de 0.5°C. En comparant la quantité de matière éjectée par le Pinatubo mais également le St.Helens (VEI 5), le Krakatoa (VEI 6) et le Tambora (VEI 7), Rampino a évalué la chute de température provoquée par le Toba à 5°C. À l’échelle du climat de la planète, une chute de 5°C représente un hiver global. Aux latitudes élevées (50-70°) cela représente un refroidissement de 15°C durant les mois d'été : l'Europe qui supporte 30°C parfois 40°C en été verrait tomber de la neige en juillet; on assisterait à un hiver volcanique. Les effets sur l'agriculture, sur la croissance des plantes et sur la vie océanique seraient catastrophiques. Ce temps hivernal où l'Angleterre, la Scandinavie et le Canada subiront un climat polaire devrait persister durant des années portant un coup fatal à beaucoup d'êtres vivants, animaux et végétaux.

Quel serait l'impact sur l'homme? 

Nous pouvons nous faire une petite idée si nous remontons à l'époque où l'homme de Néanderthal dut affronter les grands froids il y a 75 000 ans, durant la glaciation de Würm qui dura plus de 20 000 ans. Mais ce sont des témoignages indirects (abris sous roches, peaux de bêtes et quelques ustensiles grossiers). On peut en savoir plus si nous séjournons au Canada, ou pire dans les pays Scandinaves ou en Asie centrale en hiver; c'est à peu près le climat que l'Europe occidentale devrait supporter durant un hiver volcanique, mais avec des ressources beaucoup plus réduites et sachant que ces conditions climatiques et économiques très rudes dureront toute l'année.

Aujourd'hui, le Toba n'est pas éteint, il subit d'ailleurs depuis plus de vingt ans des séismes brutaux (de magnitude 9) ce qui pourrait à terme le réveiller.

Le supervolcan de Yellowstone :

Comme expliquait précédemment, on sait que les éruptions du supervolcan de Yellowstone se produisent en moyenne tous les 600.000 ans. Or la dernière explosion remonte à 640.000 ans. Il a donc 40 000 ans de retard ! Ce qui étonne, c’est que la caldeira du Yellowstone est seulement classée au 21ème rang des volcans à risque par l'USGS. C’est vrai que 640 000 ans peut paraître bien loin, de nombreux volcans ont fait des leurs ces derniers milliers d’années contrairement au Yellowstone… Pourtant, tous les signes d'une prochaine éruption s'accumulent… Depuis juillet 2004, les scientifiques ont constaté que la gigantesque caldeira s’est élevée de 18 cm depuis 1979.

Ce qui est gravissime :

Aucune civilisation sur Terre n'a aujourd’hui l'entraînement, la préparation ni les moyens, même tous ensemble, de résister à une super éruption. Des exercices d'entraînements existent contre le terrorisme, les attaques biologiques, les accidents nucléaires, les catastrophes naturelles comme les séismes, les tornades ou les tsunamis, mais rien n'approche la magnitude d’un tel cataclysme.

Pour vous donner une idée du supervolcan qui dort sous le Yellowstone :

Sa chambre remplie de magma en fusion à plus de 1500 °C fait 85 km de long sur 45 km de large, ce qui représente à peu près 3 fois la ville de New York! Cette chambre magnétique se situe à seulement 8 km de profondeur, on comprend dès lors qu'une éruption serait dévastatrice. 

En effet, si le Yellowstone venait à entrer à nouveau en éruption, des blocs de magmas incandescents de plusieurs mètres cubes tomberaient sur le sol à une vitesse supra sonique tuant instantanément en quelques minutes, des dizaines de milliers de personnes aux Etats-Unis qui seraient incinérées et pulvérisées sur le coup. Cette éruption éliminerait immédiatement toute vie dans un rayon de plus de 1000 km, soit la moitié des Etats-Unis.  

L'intensité de l'éruption correspondrait à l'explosion de 10 000 bombes atomiques d'Hiroshima... toutes les secondes pendant deux semaines! Des centaines de kilomètres de séismes plus puissants que le dernier degré de l'échelle de Richter ravageraient le continent américain et provoqueraient des raz-de-marée qui toucheraient tous les continents.

La chambre magmatique du Yellowstone : 3 fois New York...
 Yellowstone River à Hayden Valley

Souce d'eau chaude du Grand Prismatic - Parc du Yellowstone 


Autre rappel de puissance:

Le gigantesque astéroïde d’environs 15km de large et de 1000 milliards de tonnes, qui frappa la Terre (à une vitesse de 20km par seconde) à Chicxulub, dans la province actuelle du Yucatan, au Mexique qui décima tous les dinosaures, avait une puissance au moment de l’impact, 5 milliards de fois plus élevée que la bombe atomique d’Hiroshima. Pour se représenter l’ampleur d’un tel événement : Imaginer une montagne, plus grosse que l’Everest, qui arrive à 200  fois la vitesse d’une balle de fusil et qui tombe sur la Terre.

Les cendres d'une super éruption à Yellowstone :

Les minuscules particules de cendre agglomérées dans les nuages provoqueraient des pluies torrentielles. Des coulées de boues ou lahars (eau+cendres volcaniques), d'une puissance dévastatrice, dévaleraient des montagnes et engloutiraient tout sur leur passage, arbres, ponts, voitures, bâtiments... En 1985 en Colombie, la ville d’Armero et ses 23 000 habitants, furent ensevelis sous un lahar de huit mètres de haut, parti des pentes du Nevado del Ruiz. Les lahars d'une super éruption seraient bien plus catastrophiques que celle d’un « simple volcan ». Cette chute de cendre équivalente à une chute de neige, provoquerait aussi des asphyxies et des brûlures. 

Les cendres, qui aux microscopes sont semblables à d’infimes morceaux de verre taillés déchireraient les poumons des gens qui les inhaleraient. Ces cendres rentreraient aussi dans les ordinateurs, paralysant les transports et coupant toute électricité rendant de ce fait toutes communications impossible. Cela couperait également les chauffages électrique entrainant de nombreux décès durant une période de grand froid. Les chaudières et autres moyens de chauffage au bois seraient fragilisés par de nombreux incendies, il n'y aurait donc plus assez de matières premières pour les alimenter. A des milliers de kilomètres de l’éruption, si la couche de cendre venait à dépassait les 15 cm d'épaisseur, la charge sur les toits des habitations deviendraient trop lourde et les toits s'effondreraient. Comme beaucoup de gens ne seraient pas prévenus, il est estimé qu’une personne sur trois dans les habitations serait tuée ou grièvement blessé.

Si ce supervolcan entrait en éruption, plus de 1.000, probablement plus de 2.000 km³ de cendres, de roches, de poussière et de lave et de dioxyde souffre seraient projetés dans l'atmosphère jusqu'à une altitude de 30 km, obscurcissant en seulement trois semaines l'atmosphère sur l'ensemble de la planète. Une très fine couche de ces pluies de cendre retomberaient sur l’Europe en seulement quelques jours. Toutes ces cendres d'altitude viendraient filtrer les rayons du soleil durant cinq années minimum, provoquant le début d'un long hiver volcanique. 

La majorité des espèces animales et végétales disparaîtront tant sur la terre que dans les mers. L'amincissement de la couche d'ozone entraînerait une augmentation sensible du degré de radiation des ultraviolets, ce qui augmenterai radicalement le taux de cancers et les mutations génétiques chez les organismes vivants. La concentration d'oxyde d'azote dans l'atmosphère provoqueraient aussi des pluies acides et par conséquent l'empoisonnement des rivières, des lacs et des sources d'eaux potables. La plupart des espèces vivantes et même l'homme auront de très grandes difficultés de survit. Par exemple, on sait que la cendre contient de l'iridium qui est un élément radioactif et qui pourrait affecter la composition des coquilles des œufs d'oiseaux et qui les rendraient extrêmement fragiles. Ce n'est par pour rien que les périodes de très grandes éruptions volcaniques coïncident avec des périodes d'extinction massive sur Terre.

La température moyenne de la planète chutera de 12°C en quelques mois, c'est à dire qu'il y aurait de la neige pendant plusieurs années aux latitudes moyennes, ce qui ruinerait les récoltes. La situation dans les tropiques serait encore plus terrible, les températures y baisseraient de 15°C, provoquant l’arrêt brutal de la mousson en Asie du Sud-Est qui nourrit actuellement le quart de la population mondiale. 

L'air sera rendu irrespirable dans la plupart des régions du monde car saturé de cendres, de pluies acides et de retombées diverses. La chaleur des parties supérieures de l'atmosphère terrestre empêchera les courants ascendants, faisant de l'air au sol un bouillon de culture. La sécheresse du sol rendra l'exploitation agricole quasi impossible, ou tout du moins marginale. Les récoltes seront détruites durant plusieurs saisons voire durant plusieurs années, et en particulier les réserves de blé des Etats-Unis dévastées dès l’éruption du supervolcan. Ces réserves sont pourtant aujourd'hui le grenier à blé de toute la planète. Maladies respiratoires, épidémies dévastatrices et famines tueront des dizaines, des centaines de millions d'hommes et d'animaux. Le cercle polaire nord s'étendra jusqu'à la Scandinavie, la plus grande partie de la Russie, du Canada et des Iles britanniques. Les tempêtes de neige, tornades et pluies acides balayeront continuellement l'hémisphère nord.

La population humaine serait réduite de 6 milliards à... une dizaine de millions d'individus, en cas de survie de l'espèce. La crise économique sera catastrophique et il faudrait sans doute une génération ou deux pour voir la vie renaître, soit un demi-siècle de privations durant lequel la vie sera excessivement pénible pour tout le monde!

Les plus pessimistes prédisent même que cet évènement sera fatal pour l'humanité du fait qu'il n'y aura plus aucune ressource disponible avec tous les débordements sociaux que cette situation entraînera. Si cette théorie semble confirmée par les évènements du passé, quelques scientifiques s'opposent à cette conclusion jugée trop ardie. Pour notre survie, espérons que ces derniers aient raison…

En tout cas, on comprend mieux la stupeur des scientifiques, quand ils découvrirent que le Yellowstone était non seulement un super volcan (années 70) mais qu'il n’était pas éteint et prêt à se réveiller (années 90)... 

Si un astéroïde menacé la Terre, l'Homme pourrait peut être imaginer un moyen de dévier sa course ; un changement climatique est certes dangereux mais ne peut pas être soudain et faire basculer l'équilibre du monde d'un seul coup. La guerre nucléaire, elle, cela ne tient qu'à la volonté de l'Homme de toujours l'éviter. En revanche aujourd'hui, nous ne pouvons rien faire contre un supervolcan. Une super éruption pourrait conduire à  la 7ème extinction massive, celle de l'humanité...


Sources approfondies : 

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