Les plus grandes éruptions volcaniques de l'histoire, et l'échelle VEI
L'indice d'explosivité volcanique est une échelle de volume : chaque degré au-dessus de VEI 2 signifie environ dix fois plus de roche et de cendres projetées. Voici ce que fait chaque degré, à la vallée voisine comme au climat de toute la planète.
Les séismes ont leur magnitude ; les éruptions ont l'indice d'explosivité volcanique (VEI), proposé en 1982 par Chris Newhall, de l'USGS, et Stephen Self. Il pose deux questions : quelle quantité de matière est sortie, et jusqu'à quelle hauteur. Les réponses s'étalent sur un facteur cent millions. Voilà pourquoi « la plus grande éruption de l'histoire » admet plusieurs réponses exactes, séparées par des facteurs dix.
Ce que mesure l'indice d'explosivité volcanique
Le VEI va de 0 à 8 et repose surtout sur le volume apparent de téphra (cendres, ponces et fragments de roche), complété par la hauteur de la colonne éruptive. Le VEI 0 reste sous 10 000 m³, le VEI 1 commence à 10 000 m³ et le VEI 2 à un million. À partir de là, chaque degré vaut dix fois le précédent : le VEI 5 débute à 1 km³, le VEI 6 à 10, le VEI 7 à 100 et le VEI 8 à 1 000 km³. Un VEI 7 n'est pas « un peu pire » qu'un VEI 5 ; c'est cent fois plus de matière.
Ce que fait chaque degré
Les VEI 0–2, ce sont les fontaines de lave d'Hawaï et les explosions du Stromboli : dangereux à quelques kilomètres, sans conséquence au-delà. Un VEI 3–4 envoie les cendres entre 3 et 25 km d'altitude, cloue les avions au sol et peut encore tuer : le Nevado del Ruiz, en 1985, n'était qu'un VEI 3, mais la fonte de sa calotte de glace a déclenché des coulées de boue qui ont fait plus de 23 000 morts. Un VEI 5 emporte un sommet et dévaste des centaines de kilomètres carrés. Un VEI 6 charge la stratosphère au point de refroidir la planète pendant un an ou deux. Un VEI 7 change le temps qu'il fait sur des continents. Un VEI 8 ensevelit des régions grandes comme des pays.
Les plus grandes éruptions volcaniques connues
Placez les éruptions célèbres sur un même axe et les écarts sautent aux yeux. Le mont Saint Helens est tout en bas ; le Toba est des milliers de fois plus gros.
Rien dans l'histoire écrite n'approche un VEI 8 : le Tambora représente environ un vingtième du Toba. Et la plus grande éruption du XXe siècle n'est pas celle du Pinatubo mais celle du Novarupta en 1912 : environ 13,5 km³ de magma en 60 heures, sur un secteur presque désert de la péninsule d'Alaska, ce qui explique que peu de gens en aient entendu parler.
Supervolcans : Toba et Yellowstone
« Supervolcan » n'est pas un terme officiel. L'USGS l'emploie pour un volcan qui a produit au moins une éruption de VEI 8, soit plus de 1 000 km³ en un seul événement. De telles éruptions ne bâtissent pas une montagne ; elles vident un réservoir magmatique si vite que le sol s'effondre en une caldeira large de dizaines de kilomètres.
Toba, Sumatra
Il y a environ 74 000 ans, le Toba a émis entre 2 800 km³ de matière (l'estimation classique) et quelque 3 800 km³ de magma (une réévaluation de 2023) : probablement la plus grande éruption explosive des deux derniers millions d'années. Sa caldeira abrite le lac Toba, long d'une centaine de kilomètres, et ses cendres forment une couche qui traverse l'Inde. L'idée répandue selon laquelle son « hiver volcanique » aurait réduit l'humanité à quelques milliers d'individus est très contestée : les sédiments du lac Malawi ne montrent aucun refroidissement brutal en Afrique de l'Est, et des sites d'Afrique du Sud et d'Inde montrent des populations qui ont continué à vivre pendant la retombée de cendres.
Yellowstone : dates des éruptions et carte des cendres
Yellowstone a connu trois éruptions formant caldeira : Huckleberry Ridge, il y a 2,08 millions d'années, plus de 2 450 km³ et une caldeira d'environ 75 km de diamètre ; Mesa Falls, il y a 1,3 million d'années, un volume comparativement modeste de 280 km³ ; et Lava Creek, il y a 631 000 ans, plus de 1 000 km³, qui a formé la caldeira actuelle de Yellowstone. Environ 80 éruptions bien plus petites, surtout des coulées de lave, ont suivi.
La fameuse probabilité annuelle d'une nouvelle éruption formant caldeira, environ 1 sur 730 000, n'est que la moyenne des deux intervalles entre ces trois événements. L'USGS insiste : c'est bien trop peu de données pour prédire quoi que ce soit, rien n'indique qu'une éruption catastrophique soit imminente, et une telle éruption est improbable dans les prochains siècles. Un volcan n'est jamais « en retard ».
Une modélisation de l'USGS de 2014, pour une éruption de la taille de Lava Creek sous les vents actuels, montre que les cendres se répandraient en un cercle approximatif : de quelques dizaines de centimètres à plus d'un mètre dans les villes situées à moins de 500 km, comme Billings et Casper, quelques centimètres à Minneapolis et Des Moines, quelques millimètres sur les côtes est, ouest et du golfe du Mexique. Dévastateur à l'échelle régionale, perturbant à l'échelle nationale, avec des années ou des décennies d'effets climatiques, mais pas la fin du monde.
Lancer un VEI 8 à Yellowstone →Le Tambora, 1815 : la plus grande éruption de l'histoire écrite
Le Tambora, sur l'île indonésienne de Sumbawa, a atteint son paroxysme les 10 et 11 avril 1815. Les explosions ont été entendues à Batavia (Jakarta), à plus de 1 200 km, où on les a prises pour des tirs de canon. Il a produit environ 150 km³ de dépôts, perdu bien plus d'un kilomètre de hauteur et laissé une caldeira de 6 km de large.
Les coulées pyroclastiques et les tsunamis ont tué de l'ordre de 10 000 personnes sur le coup ; la famine et les maladies, à Sumbawa et à Lombok, en ont tué bien davantage. Les estimations totales vont d'environ 71 000 à 92 000 morts, l'éruption la plus meurtrière connue. Puis le soufre a fait le tour du globe. 1816 est devenue « l'année sans été » : les températures mondiales ont baissé d'environ 0,4 à 0,7 °C, il a neigé en Nouvelle-Angleterre en juin, les récoltes ont échoué dans toute l'Europe, et Mary Shelley a écrit Frankenstein pendant un été froid et pluvieux au bord du lac Léman. Tout cela pour un VEI 7, le dixième d'une super-éruption.
Déclencher un VEI 7 au Tambora →Le Krakatoa, 1883 : quel bruit il a fait, et pourquoi il a tué 36 000 personnes
Le Krakatoa (Krakatau), dans le détroit entre Java et Sumatra, a atteint son paroxysme le matin du 27 août 1883 : un VEI 6 d'environ 20 km³ qui a détruit la majeure partie de l'île. Les explosions ont été entendues à Rodrigues, à environ 4 800 km, près de l'île Maurice, comme un grondement lointain d'artillerie : on le cite souvent comme le son le plus lointain jamais rapporté. Les barographes du monde entier ont enregistré l'onde de pression pendant qu'elle faisait plusieurs fois le tour de la planète.
Ce n'est pas le bruit qui a tué. Au moins 36 417 personnes sont mortes, l'immense majorité noyées par des tsunamis hauts de plusieurs dizaines de mètres qui ont détruit 165 villages côtiers (voir les tsunamis les plus meurtriers).
Anak Krakatau, 2018
Un nouveau volcan, l'Anak Krakatau, « l'enfant du Krakatoa », a émergé dans l'ancienne caldeira en 1927. Le 22 décembre 2018, en pleine éruption, une partie de son flanc a glissé dans la mer. Le tsunami a frappé Java et Sumatra de nuit, sans prévenir, et tué 437 personnes. Un volcan insulaire aux pentes raides n'a pas besoin d'une éruption géante pour provoquer un tsunami meurtrier.
Pinatubo et Hunga Tonga : les géants modernes
Le Pinatubo, aux Philippines, est entré en éruption le 15 juin 1991 après 500 ans de calme : la deuxième plus grande éruption du XXe siècle. Il a éjecté environ 5 km³ de magma (à peu près 10 km³ de cendres et de ponces une fois déposées), sa colonne a atteint 35 km, et un typhon de passage a détrempé les cendres jusqu'à faire s'effondrer des milliers de toits. Environ 350 personnes sont mortes ; les scientifiques philippins et ceux de l'USGS avaient prévu l'éruption et fait évacuer la zone, sauvant au moins 5 000 vies.
Le Pinatubo a aussi fourni la mesure la plus nette de l'effet d'un VEI 6 sur le climat. Quelque 15 à 20 millions de tonnes de dioxyde de soufre ont étendu un voile autour du globe et abaissé la température moyenne de surface d'environ 0,5 °C en 1992 ; l'effet s'est estompé après 1993.
Simuler le Pinatubo en VEI 6 →Le Hunga Tonga–Hunga Ha'apai, un volcan en grande partie sous-marin, a explosé le 15 janvier 2022. Son panache a atteint environ 57 km, jusque dans la mésosphère : le plus haut panache volcanique jamais mesuré. Les sources le classent VEI 5 ou 6. Ses tsunamis ont traversé le Pacifique : une poignée de personnes sont mortes aux Tonga, et deux se sont noyées au Pérou. Comme il a traversé la mer en explosant, il a libéré peu de soufre mais environ 146 millions de tonnes de vapeur d'eau, soit à peu près 10 % de toute l'eau de la stratosphère, et n'a donc laissé aucun signal net de refroidissement.
Le Vésuve et Pompéi, 79 apr. J.-C.
L'éruption qui a enseveli Pompéi était un VEI 5, environ 4 km³ de magma. Une colonne de plus de 30 km de haut a fait pleuvoir des ponces sur la ville, à 10 km de l'évent, pendant la plus grande partie d'une journée, jusqu'à ce que les toits cèdent. Puis la colonne s'est effondrée en déferlantes pyroclastiques, des avalanches de gaz brûlants et de cendres rasant le sol, qui ont frappé Herculanum dans la nuit et Pompéi le lendemain matin, tuant en quelques minutes tous ceux qui s'y trouvaient encore.
La date de l'éruption de Pompéi : août ou octobre ?
La date traditionnelle, le 24 août 79, vient des copies manuscrites des lettres de Pline le Jeune. Mais les fouilleurs ne cessaient de trouver des indices automnaux, et en 2018 ils ont découvert une inscription au charbon datée de l'équivalent du 17 octobre ; le charbon s'efface vite, elle a donc probablement été tracée quelques jours avant la catastrophe. Beaucoup de chercheurs penchent désormais pour le 24 octobre 79, même si le débat n'est pas officiellement clos.
Plus d'un millier de victimes ont été retrouvées à Pompéi et environ 300 à Herculanum ; le total est inconnu. Aujourd'hui, quelque 700 000 personnes vivent dans la zone rouge du Vésuve, que le plan italien prévoit d'évacuer en 72 heures.
Voir un VEI 5 au Vésuve →Le mont Saint Helens, 1980
À 8 h 32, le 18 mai 1980, un séisme de magnitude 5,1 a décroché la face nord bombée du mont Saint Helens : la plus grande avalanche de débris de l'histoire connue, environ 2,5 km³. Libéré de son couvercle, le magma a explosé latéralement à plus de 480 km/h, couchant la forêt sur quelque 600 km². En 15 minutes, la colonne de cendres dépassait 24 km.
Cinquante-sept personnes sont mortes. C'était un VEI 5, avec à peu près 1 km³ de téphra : le millième d'une super-éruption. La dernière éruption de la montagne s'est étirée de 2004 à janvier 2008 : une extrusion tranquille qui a bâti dans le cratère un nouveau dôme de lave d'environ 93 millions de m³. Le volcan est calme depuis.
Le Kamtchatka : l'explosion latérale originelle
La péninsule russe du Kamtchatka compte une trentaine de volcans actifs. Le Klioutchevskoï, environ 4 750 m, est le plus haut volcan actif d'Eurasie et l'un des plus actifs. Son voisin, le Bezymianny, a fait le 30 mars 1956 ce que le Saint Helens a fait en 1980 : une explosion dirigée a arraché son sommet et son flanc et dévasté environ 500 km², et il est devenu le cas de référence pour ce type d'éruption. En avril 2023, le Chiveloutch, tout proche, a vu une partie de son dôme de lave s'effondrer, envoyant des cendres à environ 20 km d'altitude et des coulées pyroclastiques jusqu'à 19 km.
Les éruptions les plus meurtrières : la taille ne fait pas tout
Classez les éruptions par nombre de morts et la liste se réorganise. Ce qui tue, c'est en général le tsunami, la coulée de boue, la coulée pyroclastique qui entre dans une ville, ou la famine qui suit.
La montagne Pelée, en Martinique, n'était qu'un VEI 4 ; pourtant, le 8 mai 1902, une coulée pyroclastique a atteint Saint-Pierre en quelques minutes et tué la quasi-totalité de ses quelque 28 000 habitants. Le Nevado del Ruiz, un VEI 3, a envoyé des coulées de boue qui ont enseveli la ville d'Armero quelques heures plus tard. À l'Unzen, en 1792, un dôme qui s'effondrait est tombé dans la mer, et c'est le tsunami qui a tué. Une petite éruption à côté d'une ville est plus meurtrière qu'une éruption géante en pleine nature.
Le plus gros volcan et la plus grande éruption
Les plus gros volcans ne sont pas ceux qui ont les plus grandes éruptions. Le Mauna Loa, à Hawaï, le plus grand volcan actif de la Terre, totalise au moins 75 000 km³, une vingtaine de fois tout ce que le Toba a émis, et pourtant il a été bâti par de paisibles coulées de lave de VEI 0–1. En 2020, des chercheurs ont montré que le Pūhāhonu, un volcan éteint depuis longtemps dans le nord-ouest de l'archipel hawaïen, fait environ le double, soit quelque 148 000 km³ : le plus grand volcan bouclier connu. Le massif Tamu, dans le Pacifique, a été proclamé plus grand volcan unique en 2013, mais des relevés magnétiques ultérieurs suggèrent qu'il s'est formé sur une dorsale médio-océanique plutôt qu'à partir d'un évent unique.
Essayez un VEI 5 puis un VEI 8 au même endroit et comparez les empreintes, ou regardez ce que les visiteurs ont fait exploser ces 30 derniers jours sur la page des simulations récentes. Autres échelles : les séismes les plus puissants, la taille des météores.
FAQ
Quelle a été la plus grande éruption volcanique de l'histoire ?
Dans l'histoire écrite, celle du Tambora, en Indonésie, en 1815 : un VEI 7 d'environ 150 km³ qui a provoqué « l'année sans été ». Dans les archives géologiques, le Toba, à Sumatra, il y a environ 74 000 ans, a été un VEI 8 de quelque 2 800 à 3 800 km³.
Qu'est-ce qu'un supervolcan ?
Un volcan qui a produit au moins une éruption de VEI 8, soit plus de 1 000 km³ de matière en un seul événement, laissant une immense caldeira plutôt qu'un cône. Yellowstone, Toba et Taupō en sont des exemples ; la super-éruption la plus récente est celle du Taupō, il y a environ 25 500 ans.
Yellowstone va-t-il entrer en éruption ?
L'USGS affirme que rien n'indique qu'une éruption catastrophique soit imminente et qu'elle est improbable dans les prochains siècles ; la probabilité annuelle est d'environ 1 sur 730 000. Ses éruptions formant caldeira remontent à 2,08 millions, 1,3 million et 631 000 ans.
Quel bruit a fait le Krakatoa ?
Les explosions de 1883 ont été entendues sur l'île Rodrigues, à environ 4 800 km, comme des tirs d'artillerie lointains. Les barographes du monde entier ont enregistré l'onde de pression faisant plusieurs fois le tour de la Terre.
Quel est le plus gros volcan du monde ?
Le Mauna Loa, à Hawaï, est le plus grand volcan actif, avec au moins 75 000 km³. Le plus grand volcan bouclier connu est le Pūhāhonu, un volcan hawaïen éteint environ deux fois plus gros.
À quand remonte la dernière éruption du mont Saint Helens ?
De 2004 à janvier 2008, quand il a lentement bâti un nouveau dôme de lave dans son cratère. Son éruption explosive du 18 mai 1980 était un VEI 5 qui a tué 57 personnes.
Sources
- Newhall & Self (1982) : The Volcanic Explosivity Index, JGR
- USGS : Questions about supervolcanoes
- USGS : Summary of Yellowstone eruption history
- USGS : Modeling the ash distribution of a Yellowstone supereruption (2014)
- Lane et al. (2013) : Toba ash in Lake Malawi shows no volcanic winter, PNAS
- Kandlbauer & Sparks (2014) : New estimates of the 1815 Tambora eruption volume
- USGS : Which volcanic eruptions were the deadliest?
- Science Advances (2020) : The 22 December 2018 tsunami from flank collapse of Anak Krakatau
- USGS Fact Sheet 113-97 : The cataclysmic 1991 eruption of Mount Pinatubo
- Proud et al. (2022) : The Hunga Tonga-Hunga Ha'apai eruption reached the mesosphere, Science
- NASA JPL : Tonga eruption blasted unprecedented amount of water into stratosphere
- USGS : Mount St. Helens 1980 cataclysmic eruption
- USGS Professional Paper 1791 : The Novarupta-Katmai eruption of 1912
- Science : Ancient graffiti shifts date of Pompeii's destruction by 2 months
- Dipartimento della Protezione Civile : plan national pour le Vésuve
- Smithsonian Global Volcanism Program : Sheveluch (Russie), rapport de mai 2023
- USGS : Where is the largest active volcano in the world?
- Garcia et al. (2020) : Pūhāhonu, Earth's biggest and hottest shield volcano, EPSL
- Bogoyavlenskaya & Girina, IVS FEB RAS : le volcan Bezymianny, 50 ans d'activité (en russe)