D’après une nouvelle étude parue dans la revue Nature, les éruptions volcaniques de grande ampleur ont été les principales sources de variabilité climatique naturelle depuis 2500 ans. D’autres mécanismes sont plus ou moins liés aux fluctuations du climat : variations de l’activité solaire, circulation océanique et événements de type El Nino dans l’océan Pacifique… Mais ce sont les émissions de particules volcaniques qui ont eu l’impact le plus important sur les deux derniers millénaires tout du moins (la précision est importante).

Le dioxyde de soufre expulsé dans la haute atmosphère a en effet la capacité de refroidir le climat mondial de quelques dixièmes de degrés en raison de l’effet parasol des particules qui agissent comme un bouclier face aux radiations solaires. Ce phénomène est désormais bien connu. L’exemple le plus récent est l’éruption du Pinatubo, survenue en 1991 aux Philippines. Cet épisode, qui fut l’un des plus marquants du siècle passé, a fait baisser les températures mondiales de 0,4°C  et s’est fait sentir pendant 2 à 3 ans en réduisant l’ensoleillement.

L’étude publiée dans Nature permet d’en savoir plus sur l’impact des éruptions du passé. D’après ses auteurs, 15 des 16 étés les plus froids enregistrés entre – 500 avant J.-C. et 1000 ap. J.-C. ont suivi d’importantes éruptions volcaniques. Quatre étés ont été particulièrement froids et il s’avère qu’ils ont suivi les plus grosses éruptions des 2500 dernières années.

La reconstitution des impacts climatiques a été rendue possible grâce à l’étude d’une vingtaine de carottes de glace extraites du Groenland et de l’Antarctique, analysées pour leur teneur en sulfate volcanique. Les carottes de glace fournissent un historique des niveau de sulfate atmosphérique à travers le temps. Les auteurs de l’étude internationale, emmenée par le Desert Research Institute, ont utilisé une méthode pluridisciplinaire pour obtenir des résultats plus détaillés, combinant un algorithme statistique à l’analyse chimique des carottes de glace.

Les scientifiques ont pu répondre au défi de la datation. Les précédentes analyses avaient été marquées par des erreurs de 5 à 10 ans dans la reconstitution du timing des éruptions solaires mais la conjugaison des efforts de spécialistes du soleil, de l’espace, du climat, de la géologie et même de l’histoire a permis de dater avec plus de prévision les événements passés.

Parmi les mystères résolus par l’étude figure celui de la crise climatique qui a commencé en l’an 536. Une éruption survenue au mois de mars dans les hautes latitudes de l’hémisphère nord a provoqué un premier refroidissement qui s’est ensuite intensifié avec l’éruption d’un second volcan tropical quatre ans plus tard, conduisant à une série d’étés exceptionnellement froids. La crise, marquée par des piètres rendements agricoles et des famines, a duré une quinzaine d’années.

Selon une étude de 2014 menée par le laboratoire californien Lawrence Livermore, portant sur les 17 éruptions survenues depuis 1999, les phénomènes volcaniques de faible intensité sont également susceptibles de refroidir la planète. Les scientifiques pensaient auparavant que seules les plus fortes éruptions étaient susceptibles de perturber le climat. Si le volcan islandais Eyjafjallajökull avait paralysé l’espace aérien européen en 2010, on ne le pensait pas capable d’avoir un impact significatif sur les températures mondiales. Ce volcan a dégagé 140 millions de mètres cubes de gaz et de poussières dans l’atmosphère. Le Pinatubo avait libéré 100 fois plus de matière… Mais une corrélation a en effet été établie entre l’activité volcanique de niveau modeste et les variations de température à l’échelle du globe.

Alors que chaque éruption a dû avoir un effet limité, prises ensemble, elles ont provoqué une réduction d’ensoleillement d’environ 7% entre 2000 et 2009, selon les chercheurs. Les volcans, même de moindre intensité, ont donc un rôle non négligeable. Et comme le montre l’étude parue dans Nature, les volcans ont dans le passé provoqué des courtes périodes de refroidissement, surtout lorsqu’un événement survenu dans les hautes latitudes s’est combiné avec une éruption tropicale.