L'éruption du Pinatubo, aux Philippines, en 1991, est l'une des éruptions volcaniques majeures qui expliquent la variabilité récente des courants de l'océan Atlantique nord, qui modulent le climat européen. Archives AFP

Le climat se réchauffe et les scientifiques commencent à bien connaître les mécanismes de ce changement rapide, dû aux activités humaines. Mais quelle est l'incidence climatique de paramètres naturels comme les éruptions volcaniques ? Cette année, la Terre gronde en Amérique du sud, où les volcans Colima, au Mexique, Fuego au Guatemala, Villarrica, au Chili, et Turrialba au Costa Rica se sont mis en colère, projetant de monstrueux panaches de cendres qui réfléchissent les rayons du Soleil et refroidissent l'atmosphère. Cet effet "parasol" ponctuel, aura bel et bien un effet durable sur le climat, comme des scientifiques bordelais et français viennent de le mettre en évidence.

L'influence des cendres des volcans sur le climat

Les particules émises lors d'éruptions volcaniques majeures, en réfléchissant les rayons solaires, refroidissent l'atmosphère. Cet effet direct qui dure deux à trois ans, est assez bref.  Mais quel est l'impact ultérieur de tels événements sur le climat de la planète bleue ? Des chercheurs du CNRS de Bordeaux, de l'IRD, du CEA et de Météo‐France ont découvert qu'ils modifient pendant plus de 20 ans la circulation océanique de l'Atlantique nord, qui relie courants de surface et courants profonds, et module le climat européen. Ces résultats, obtenus en combinant, pour la première fois, des simulations climatiques, des mesures océanographiques récentes et des informations issues d'archives naturelles du climat (glaces et coquillages), ont été publiés le 30 mars dernier dans "Nature Communications".

Les glaces du  Groenland, archives naturelles du climat

L'océan Atlantique est le siège de variations de la température de surface qui s'étendent sur plusieurs décennies et qui influencent le climat de l'Europe. Cette variabilité lente est due à des modifications de la circulation océanique, qui relie les courants de surface aux courants profonds, et qui transporte la chaleur depuis les tropiques jusqu'aux mers de Norvège et du Groenland. Cependant, sa cause reste mal connue. Afin d'en décrypter les mécanismes, les chercheurs ont tout d'abord utilisé des informations couvrant le dernier millénaire et issues d'archives naturelles du climat, obtenues en étudiant la composition chimique de l'eau des carottes de glace du Groenland, mémoire des changements passés de température. Selon ces données, il y a un lien étroit entre la température de surface de l'océan Atlantique et la température de l'air au-dessus du Groenland.

L'effet "parasol" se projette sur plusieurs décennies

En utilisant des simulations numériques de plus de vingt modèles de climat différents, les chercheurs ont également mis en évidence que des éruptions volcaniques majeures, comme celle du Pinatubo, aux Philippines, en 1991, pouvaient modifier en profondeur la circulation océanique de l'Atlantique nord. En effet, les grandes quantités de particules émises par ces éruptions vers la haute atmosphère réfléchissent une partie du rayonnement solaire par un effet similaire à celui d'un parasol, ce qui entraîne un refroidissement du climat à la surface de la Terre. Ce refroidissement, qui ne dure que deux à trois ans, provoque alors une réorganisation de la circulation océanique dans l'océan Atlantique nord. Quinze ans environ après le début de l'éruption, cette circulation s'accélère, puis ralentit au bout de vingt-cinq ans, et accélère à nouveau trente-cinq ans après le début de l'éruption volcanique. Les éruptions volcaniques semblent ainsi fonctionner, sur la circulation océanique de l'Atlantique nord, à la manière d'un"pace-maker" qui met en route une variabilité sur 20 ans.

Salinité des eaux et accélération de la circulation océanique

Les scientifiques ont confirmé ces résultats en les comparant avec des observations de la salinité océanique, facteur déterminant pour la plongée des eaux et donc de la circulation océanique. Ils ont décelé, dans les simulations numériques et dans ces observations océanographiques modernes, des variations similaires au début des années 1970 et 1990, liées à l'éruption du volcan Agung en Indonésie, en 1963. Ainsi, grâce à des observations issues de carotte de glace groenlandaise, à des recherches effectuées sur des coquillages bivalves, âgés de plus de cinq cent ans et vivant au nord de l'Islande, et à une simulation du climat du dernier millénaire, les chercheurs ont pu systématiquement identifier une accélération de la circulation océanique, quinze ans après cinq éruptions volcaniques ayant eu lieu il y a plusieurs centaines d'années.

L'incidence d'une future éruption majeure

Pour les scientifiques français, les interférences produites par les trois dernières éruptions volcaniques majeures, Agung en 1963, El Chichon, au Mexique en 1982 et Pinatubo en 1991, expliquent, pour la première fois, la variabilité récente des courants de l'océan Atlantique nord. Les chercheurs en déduisent qu'une éruption majeure dans un futur proche pourrait avoir une incidence pendant plusieurs décennies sur les courants de l'océan Atlantique nord et sur la capacité de prévoir la variabilité du climat européen. 

Cathy Lafon

►PLUS D'INFO

• Pour lire l'étude "Bidecadal North Atlantic ocean circulation variability controlled by timing of volcanic eruptions", Didier Swingedouw,Pablo Ortega,Juliette Mignot,Eric Guilyardi,Valérie Masson‐Delmotte,Paul G.Butler, Myriam Khodri and Roland Séférian, "Nature Communications", le 30 mars 2015 : cliquer ICI

•  Les recherches ont été conduites par le Laboratoire environnements et paléo environnements océaniques et continentaux (CNRS/Université de Bordeaux), le Centre national de recherches météorologiques - groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRS/Météo France), le Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (CNRS/UPMC/MNHN/IRD) et le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CNRS/CEA/UVSQ) appartenant tous deux à l'Institut Pierre Simon Laplace. Le projet a été financé par l'Agence Nationale de la Recherche via le projet « Groenland vert » du programme Changements Environnementaux Planétaires et Société (2011-2015).

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