Les volcans et le climat

Les volcans auraient joué un rôle important dans la variabilité climatique des deux derniers millénaires.

3 Novembre 2020 à 11H21

L'éruption du Tambora, situé sur l'île de Sumbawa, en Indonésie, a provoqué en 1815 un hiver volcanique suivi d'une année sans été. Photo: Jialiang Gao/peace-on-earth.org

Les éruptions volcaniques auraient joué un rôle majeur dans la variabilité climatique au cours des deux derniers millénaires, entraînant d'importantes perturbations sociales et économiques. C'est l'hypothèse soutenue par un groupe de chercheurs ayant réussi à reconstituer l'histoire du climat de l'hémisphère nord en utilisant la dendrochronologie, c'est-à-dire l'étude des cernes ou anneaux de croissance des arbres. En collaboration avec ses collègues Dominique Arseneault (UQAR) et Fabio Gennaretti (UQAT), le professeur du Département de géographie Étienne Boucher fait partie de la vingtaine d’auteurs signataires de l'article présentant ces résultats fascinants dans Dendrochronologia.

«Les arbres conservent les traces des effets du climat, leurs anneaux de croissance étant plus larges lors des années chaudes où ils poussent énormément, et plus étroits lors des années froides», rappelle Étienne Boucher. Cette signature climatique encryptée dans les cernes est commune aux arbres d'une même espèce poussant dans une même région au même moment, explique-t-il. «Par exemple, toutes les épinettes poussant au même moment dans une même région vont présenter les mêmes régularités dans leurs patrons de cernes de croissance.»

Cela se vérifie pour les arbres vivants, mais aussi pour les arbres morts. Voilà pourquoi les chercheurs peuvent remonter dans le temps pour inférer les conditions climatiques passées. «Pour ce faire, nous avons cependant besoin d'un échantillon considérable, note Étienne Boucher. Plus on a d'arbres d'une même espèce ayant poussé au même endroit, plus le signal climatique sera considéré fiable.»

Comment les chercheurs procèdent-ils? «Nous allons au fond des lacs afin de repêcher des tiges d'arbres ayant vécu il y a plusieurs siècles», révèle le professeur.

Dans leur article, les chercheurs indiquent qu'il existe neuf endroits dans le monde (surtout en Eurasie) où l'on a réussi à reconstituer 2000 ans d'histoire climatique à partir de l'étude des cernes de croissance des arbres. «Les données que nous avons fournies pour la forêt boréale constitue la seule chronologie dans le nord de l'Amérique du Nord, précise Étienne Boucher. L'une de nos chronologies, celle située au Québec-Labrador, est même la plus importante en termes d'échantillon: nous avions 2725 tiges d'arbres.»

Toutes ces tiges ont été datées par dendrochronologie afin de reconstituer les 2000 ans d'histoire des températures estivales du Nord du Québec. «En croisant nos données avec celles des autres pays ou régions nordiques, comme la Sibérie et la Suède, on parvient à dresser un portrait de l'évolution du climat au cours des 2000 dernières années pour l'ensemble de l'hémisphère nord», explique le professeur.

Trois périodes climatiques

Le premier constat des chercheurs est qu'il y a eu trois grandes périodes climatiques durant les 2000 dernières années. De l'an 1 à l'an 1200, le climat était relativement chaud, comparable à celui que nous avons connu de 1960 à 2010, révèle le professeur. La deuxième période, de l'an 1200 à 1850, était plus froide. Enfin, la dernière période, celle du réchauffement climatique, a commencé en 1850 et s'est accélérée à un rythme effarant depuis 10 ans.

«Depuis 150 ans, les données indiquaient que nous demeurions dans la variabilité climatique des 2000 dernières années, mais, depuis 2010, le climat se réchauffe à une vitesse exponentielle, explique le chercheur. À certains endroits de l'hémisphère nord, on observe une variation de 3 degrés Celsius entre 1850 et 2010. C'est un taux de réchauffement ahurissant.»

Les effets des volcans

Leur étude constate également que les éruptions volcaniques majeures ont causé des épisodes de refroidissement abrupts du climat dans l'hémisphère nord. La plupart de ces éruptions surviennent dans les milieux tropicaux et extratropicaux, souligne Étienne Boucher, mais elles ont un effet sur les hautes latitudes de l'hémisphère nord. «Les volcans émettent des aérosols sulfatés qui réfléchissent le rayonnement du soleil, ce qui a pour effet de refroidir le climat de manière persistante», explique-t-il.

Ce phénomène était déjà connu, mais, de manière générale, les spécialistes qui s'intéressent au sujet estiment que ces refroidissements ne persistent pas plus d’un an ou deux. Or, selon l'hypothèse d'Étienne Boucher et de ses collègues, leurs modélisations sous-estiment l'effet des volcans sur le climat. «C'est parce que les modélisateurs regardent surtout les éruptions volcaniques des 50 ou 100 dernières années et que les impacts des supervolcans sont rarement pris en compte», explique-t-il. Par exemple, l'éruption du Pinatubo aux Philippines, en 1991, est toute petite comparativement à celles du Samalas en Indonésie en 1257, du Laki en Islande en 1783, ou du Tambora en Indonésie en 1815.

«L'éruption d'un supervolcan survient environ une fois par siècle et le refroidissement qui s'ensuit dans l'hémisphère nord peut durer entre 5 et 10 ans, poursuit le chercheur. On parle d'un refroidissement pouvant atteindre 0,5 degré Celsius à l'échelle de la planète. C'est énorme: cela pourrait même annihiler temporairement les effets du réchauffement climatique d'origine anthropique!»

Perturbations sociales

Même si les effets du réchauffement climatique causent bien des maux de tête aux humains, le refroidissement causé par une éruption volcanique majeure ne serait pas nécessairement une bonne nouvelle, précise toutefois Étienne Boucher. «À tous les moments dans l'histoire où il y a eu d'importantes éruptions volcaniques, il y a eu des perturbations sociales et économiques pour les sociétés humaines, note-t-il. Cela se traduit notamment par des famines – car le refroidissement affecte la saison de croissance et donc la production agricole –, des pandémies et des guerres, et ce, autant dans le premier millénaire que dans le second.»

Ainsi, l’éruption de l’Ilopango, en l’an 535, au Salvador, a causé des famines à l’échelle planétaire et a été suivie par une épidémie de peste, de 536 à 542, de la Chine à l’Irlande. L’éruption du Tambora, en 1815, a causé un tel refroidissement que l’on a parlé d’un hiver volcanique, qui fut suivi d’une année sans été en 1816. «Les famines en Europe ont entraîné une migration importante des populations vers les États-Unis», souligne Étienne Boucher.

La dernière éruption volcanique majeure ayant causé un dérèglement du climat est celle du Krakatoa, en Indonésie, en 1883. «Statistiquement parlant, on peut donc en connaître une à tout moment...», conclut le chercheur.

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