Hunga Tonga : une éruption exceptionnelle analysée du sol au plafond

L’éruption explosive du volcan sous-marin Hunga, aux Tonga, le 15 janvier dernier a engendré plusieurs phénomènes atmosphériques et géophysiques exceptionnels. C’est en particulier ce que révèle une étude internationale menée par une équipe de 76 scientifiques de 17 pays. Les travaux compilés dans un laps de temps très court, détaillent l’ampleur des ondes provenant de l’éruption, qui, selon les auteurs, sont comparables à celles du Krakatoa (Indonésie), survenue en 1883, il y a plus d’un siècle. Les données fournissent une résolution et une couverture du champ d’ondes en évolution sans commune mesure par rapport à ce qui était disponible à l’époque. L’article, publié dans la revue Science, est le premier compte rendu complet des ondes atmosphériques générées par l’éruption.

Cette vaste étude associe plusieurs chercheurs et chercheuses français appartenant à plusieurs laboratoires (CNRM, Observatoire de la Côte d’Azur, CEA-DAM-DIF, Institut de physique du globe de Paris). Elle analyse l’explosion volcanique, la plus puissante enregistrée depuis le siècle dernier, en faisant appel à divers réseaux d’instruments terrestres et spatiaux : sismomètres, microbaromètres, hydrophones, GNSS (Global Navigation Satellite System), bouées DART, satellites météorologiques.

Les premiers éléments suggèrent qu’une éruption survenue le 14 janvier a fait descendre l’évent principal du volcan sous le niveau de la mer, amorçant l’explosion massive survenue le lendemain. L’éruption du 15 janvier a généré une grande variété d’ondes atmosphériques, y compris des bangs entendus à 10 000 km de distance en Alaska. Elle a également créé une impulsion qui a provoqué l’apparition inhabituelle d’une perturbation ressemblant à un tsunami une heure avant le début du véritable tsunami d’origine sismique.

Les scientifiques se sont intéressés aux ondes générées par cette éruption majeure, entre autres : les ondes sonores et infrasonores, les ondes de Lamb, etc. Les signatures ionosphériques de la plupart de ces ondes ont également été observées à l’aide des satellites GNSS. Les résultats publiés exploitent la synergie entre différentes technologies de mesures pour étudier des phénomènes rarement observés (notamment l’onde de Lamb). L’analyse du couplage dynamique des ondes générées aux interfaces océan-terre-atmosphère permet de mieux caractériser la source éruptive du Hunga ainsi que la réponse impulsionnelle de l’enveloppe fluide planétaire à une éruption d’une intensité exceptionnelle. Cette étude met également en évidence les nouvelles méthodes d’investigation géophysiques et leurs apports combinés pour caractériser le mécanisme et les conséquences à court terme de l’éruption de ce volcan.
 

Distribution globale des capteurs multi-technologiques utilisés pour l’étude et observation des ondes générées par l’explosion du Hunga (Tonga) par un satellite météorologique géostationnaire
 
 
 
 
 
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Le CNRM a participé à cette étude par le travail de deux chercheurs du Centre d’Etudes en Météorologie Satellitaire (CEMS), basé à Lannion. Jean-Marie Lalande et Jérôme Vidot ont ainsi contribué par la fourniture d’images satellitaires permettant de caractériser les conséquences atmosphériques de cette éruption, et ont aussi apporté une contribution à l’étude de la propagation des ondes atmosphériques notamment la rare onde de Lamb ;
 
Voir la publication :
Matoza et al., Atmospheric waves and global seismoacoustic observations of the January 2022 Hunga eruption, Tonga, Science, https://dx.doi.org/10.1126/science.abo7063, 2022.