Îles Tonga : Comment (et pourquoi) le volcan Hunga Tonga – Hunga Ha’apai est entré en éruption

BOUM ! Découvrez, chaque jour, une analyse de notre partenaire The Conversation. Ce lundi, revenons sur la plus puissante éruption volcanique du XXIe siècle

20 Minutes avec The Conversation
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L'éruption du volcan Hunga Tonga - Hunga Ha'apai aux Tonga
L'éruption du volcan Hunga Tonga - Hunga Ha'apai aux Tonga — AFP / EYEPRESS NEWS (via The Conversation)
  • Le 15 janvier 2022 a eu lieu, dans l’océan Pacifique, la plus violente explosion volcanique depuis celle du Pinatubo (Philippines, 1991), selon notre partenaire The Conversation.
  • Contrairement à celles du Vésuve et de la Montagne Pelée qui dominaient des villes, l’éruption de 2022 eut lieu sur une île déserte ; il n’y eut donc aucune mort directe due à cette éruption.
  • Cette analyse a été menée par Pierre Thomas, professeur émérite en Science de la terre à l’École normale supérieure de Lyon.

Le 15 janvier 2022, à 17h10 (heure locale) eut lieu la plus violente explosion volcanique depuis celle du Pinatubo (Philippines) en 1991. Son Indice d’Explosivité Volcanique (VEI en anglais) est estimé entre 4 et 5 (sur une échelle logarithmique qui va de 0 à 8). Cela place cette éruption entre celle de la Montagne Pelée (Martinique, 1902 ; VEI de 4) et celle du Vésuve-Pompéi en l’an 79 (VEI de 5). Mais contrairement au Vésuve et à la Montagne Pelée qui dominaient des villes, l’éruption de 2022 eut lieu sur une île déserte, et il n’y eut aucune mort directe due à cette éruption.

VIDÉO : Images satellites de l’éruption du volcan Hunga Tonga – Hunga Ha’apai (WeatherWatchNZ / Youtube 2022)

Jusqu’en 2014, il y avait deux petites îles dans ce secteur de l’océan Pacifique : les îles de Hunga Tonga et de Hunga Ha’apai (cf fig 3 – 1). Ces deux îles correspondaient aux restes du sommet à peine émergé d’un ancien gros volcan dominant le fond de la mer d’environ 2000 mètres, gros volcan dont le sommet avait été détruit au XIᵉ siècle par une violente éruption avec explosion, effondrement et formation d’une caldera (sous-marine). Une caldera correspond à une dépression volcanique (un cratère) due à un effondrement souterrain.

Une carte du plancher océanique montre les cônes volcaniques et la caldeira centrale © P. Thomas (via The Conversation)

Depuis ce XIe siècle, il semble qu’il n’y ait eu que de petites éruptions sous-marines donnant lieu à d’éphémères îles volcaniques vite détruites par l’érosion marine. La dernière de ces petites éruptions a eu lieu en 2009. Cette activité volcanique est à relier à celle de la « Ceinture de feu du Pacifique », où l’océan pacifique s’enfonce par subduction sous un continent (cas de la Cordillère des Andes) ou sous un autre secteur du Pacifique comme au niveau des Tonga. Les laves et cendres émises par ces volcans tongiens sont principalement andésitiques (d’une lave nommée andésite avec 60 % de silice et très fréquente dans les zones de subduction comme les Andes).

En décembre 2014 et janvier 2015 eu lieu une éruption plus importante que d’habitude. Un nouveau volcan (de plus de 100 m de haut) apparut en deux mois entre les deux îles (auparavant distantes de 2000 mètres) et les rejoignit. L’île unique de Hunga Tonga – Hunga Ha’apai était née (cf fig 3 – 2).

Les éruptions ayant bâti ce nouveau volcan étaient de type phréato-magmatique (encore appelé surtseyen). Le fond marin était constitué de cendres et autres roches poreuses imbibées d’eau de mer (nappe phréatique). L’arrivée d’un magma très chaud dans cette nappe phréatique a fait bouillir l’eau, qui avait du mal à s’échapper. La pression a augmenté et cela a généré des explosions relativement « modérées » (comme une cocotte-minute dont la soupape serait bouchée). Une arrivée plus ou moins continue de magma a entraîné une série d’explosions qui se suivaient.

Le volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en éruption © Eyepress News / AFP (via The Conversation)

Après un repos de presque 7 ans, l’activité du Hunga Tonga – Hunga Ha’apai reprit le 20 décembre 2021. Il s’agissait encore d’éruptions phréato-magmatiques, plus violentes que celles de 2014-2015, et qui ont « agrandi et élargi » le nouveau volcan de 2014-2015 (cf fig 3-3). Avec des hauts et des bas, les éruptions phréatiques se succédèrent jusqu’au 11 janvier. Les autorités tongiennes émirent un avis de danger aux compagnies aériennes, et une alerte pour de possibles tsunamis. Les explosions cessèrent le 11 janvier, et les alertes furent levées.

L’éruption reprit avec plus de violence le 14 janvier vers 4h (heure locale), avec des colonnes éruptives de plusieurs kilomètres de large et de hauteur. Les autorités tongiennes relancèrent les alertes. Une image satellite prise le 15 janvier à 15h25 (cf fig. 3-4) montre qu’une bonne partie de l’édifice de 2014-2015 (agrandi entre le 20 décembre 2012 et le 11 janvier 2022) avait disparu. Ce même 15 janvier, à 17h10, débuta une phase explosive hyper-violente. L’onde de choc atmosphérique de cette explosion fut enregistrée sur toute la planète. Cette phase paroxysmale a duré huit minutes avant de se calmer un peu, puis de cesser. Le panache plinien (appelé ainsi car bien décrit par Pline le Jeune lors de l’éruption de Pompéi en 79) atteint 15 à 20 km, s’étale sur plusieurs centaines de kilomètres. Le lendemain (16 janvier), les cendres atteignaient 31 km d’altitude. Une image satellite du 17 janvier montre que la totalité de l’édifice de 2014-2015, la majorité de l’ancienne île d’Hunga Tonga et 30 % de l’ancienne île d’Hunga Ha’apai ont disparu. Une image satellite radar prise le 15 janvier au soir montre que ces disparitions ont eu lieu dans les minutes (ou heures) qui suivirent l’explosion de 17h10.

Montage d’images satellite montrant le déroulement des évènements éruptifs de 2014 à 2022. 1 – Les deux îles d’Hunga Tonga et d’Hunga Ha’apaien en 2013, avant l’éruption de 2014-2015 2 – Les îles réunies par l’éruption de 2014-2015 3 – L’éruption de 2021-2022 avait commencé, et le « nouveau volcan » de 2014-2015 avait doublé de surface 4 – Les fortes explosions qui avaient repris la veille avaient déjà détruit une partie du volcan de 2014-2015 agrandi le mois d’avant 5 – Le panache provoqué par l’explosion du 15 janvier, 17h10, 20 à 30 mn après cette explosion 6 – Image satellite de ce qui reste du volcan Hunga Tonga et d’Hunga Ha’apaien le 17 janvier, deux jours après l’explosion © GoogleEarth / NASA – Montage P. Thomas (via The Conversation)

Image animée montrant une série d’images prises par un satellite géostationaire le 15 janvier 2022 entre 17h10 et 18h50, passée en accéléré. À son maximum de dimension, le panache mesure environ 500 km de diamètre © Japan Meteorological Agency / NASA SPoRT / Wikimedia CC BY-SA 4.0 (via The Conversation)

Que s’est-il passé ce 15 janvier 2022 à 17h10 ? On ne peut faire que des hypothèses vraisemblables, mais qui demanderont à être confirmées, modifiées, infirmées… après des études de terrains faites dans les semaines et mois qui viennent, en particulier après des études bathymétriques pour connaître la nouvelle morphologie des fonds marins. Un magma andésitique très riche en gaz dissous remontait doucement sous le volcan. Sa pression interne diminuait quand il se rapprochait de la surface ; la solubilité du gaz diminuait ; le gaz se séparait du magma, formait des vésicules qui propulsaient le magma vers la “sortie”. Tout cela diminuait la densité du magma, ce qui diminuait la pression dans la colonne de magma… Une explosion surtseyenne peut-être plus violente que les autres aurait brutalement détruit le « bouchon » solide chapeautant le magma, ce qui aurait mis le magma riche en gaz au contact avec l’atmosphère, et donc à la pression atmosphérique, ce qui a entraîné une séparation explosive gaz/magma.

Le phénomène se serait alors « emballé » par « réaction en chaîne » et “effet boule de neige”, et l’explosion cataclysmique est survenue. Le mélange gaz + magma éjecté vers le haut aurait incorporé beaucoup d’air chaud, ce qui l’a allégé et s’est transformé en un puissant panache ascendant : une éruption plinienne. Une énorme quantité de magma est donc sortie en quelques minutes, ce qui aurait créé un « vide » sous le volcan, vide qui se serait effondré. Explosion et effondrement ont complètement détruit le volcan de 2014-2015 / 2021-2022, détruit la majorité des deux vieilles îles du XIe siècle et sans doute agrandi la caldera du XIe siècle.

Les cendres émises par l’explosion ont recouvert les îles environnantes occasionnant de gros dégâts. L’explosion et la probable formation de la caldera ont entraîné la formation d’une vague géante, un tsunami, qui s’est propagé dans tout l’océan pacifique. Il a rapidement atteint les îles peuplées des Tonga, puis les îles et côtes plus lointaines. Heureusement, l’alerte tsunami avait été et il n’y eut que peu de victimes.

Cette analyse a été rédigée par Pierre Thomas, professeur émérite en Science de la terre à l’École normale supérieure de Lyon.
L’article original a été publié sur le site de The Conversation.

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