Une experte en cernes d’arbres de l’Université de l’Arizona est plus près que jamais de déterminer la date de la tristement célèbre éruption du volcan Thera, un objectif qu’elle poursuit depuis des décennies.
Charlotte Pearson, professeure agrégée au Laboratoire de recherche sur les cernes des arbres, est l’auteure principale d’un nouvel article dans Nexus PNAS qui combine une mosaïque de techniques pour confirmer la source d’une éruption volcanique en 1628 avant J.
La découverte aide les chercheurs à déterminer quand l’éruption réelle de Thera a eu lieu.
L’éruption massive de Thera, connue pour s’être produite quelque temps avant 1500 av. J.-C., a enseveli la ville minoenne d’Akrotiri sous plus de 130 pieds de débris. Mais la date exacte de l’éruption et son impact sur le climat font débat depuis des décennies.
Si une éruption volcanique est suffisamment importante, elle peut éjecter du soufre et des débris appelés tephra dans la stratosphère, où les deux peuvent circuler dans des endroits très éloignés. Le dioxyde de soufre de l’éruption qui pénètre dans la haute atmosphère réfléchit la chaleur du soleil et fait chuter les températures dans le monde entier. Ce changement climatique se reflète dans les arbres, qui présentent une croissance réduite ou des anneaux de gel qui marquent effectivement l’année au cours de laquelle l’éruption s’est produite.
Le soufre et le téphra peuvent également pleuvoir sur les pôles de la Terre, où ils sont conservés dans des couches de glace. Lorsque les carottes de glace sont analysées, la quantité de sulfate qu’elles contiennent peut également être utilisée pour estimer l’impact probable d’une éruption sur le climat. Les éruptions à haute teneur en sulfate ont un plus grand potentiel de provoquer des changements à court terme dans le climat. Dans le même temps, le téphra des carottes de glace, qui a une empreinte géochimique unique, peut être utilisé pour lier le soufre dans la glace à une source volcanique exacte.
Pearson et ses collaborateurs, dont Michael Sigl de l’Université de Berne et une équipe internationale de géochimistes, d’experts en carottes de glace et de chronologues de téphra, ont aligné les données des cernes des arbres et des carottes de glace en Antarctique et au Groenland pour créer un enregistrement complet des éruptions volcaniques à travers la période où Thera a dû se produire – 1680 à 1500 avant JC Ils ont utilisé des preuves de sulfate et de téphra pour exclure plusieurs des événements comme des dates potentielles de Thera et ont utilisé des techniques à haute résolution pour confirmer géochimiquement à travers les carottes de glace que l’éruption enregistrée en 1628 avant JC était Aniakchak II.
La date exacte de l’éruption de Thera reste non confirmée, mais l’équipe l’a réduite à une poignée de possibilités : 1611 avant JC, 1562-1555 avant JC et 1538 avant JC.
« L’un d’eux est Thera », a déclaré Pearson. « Nous ne pouvons tout simplement pas encore confirmer laquelle, mais au moins nous savons maintenant exactement où chercher. Le défi avec Thera est qu’il y a toujours eu cet écart entre plusieurs lignes de preuves de datation. Maintenant que nous savons quelles sont les dates possibles, cette preuve peut être réévaluée, mais nous avons encore besoin d’une empreinte géochimique pour la confirmer. »
Un souffle du passé
En tant qu’étudiante de premier cycle en 1997, Pearson a lu deux articles qui ont non seulement suscité son intérêt pour la science des cernes, mais ont également marqué le point de départ du débat plus large sur la date de Thera.
Le premier article, rédigé par les chercheurs sur les cernes des arbres de l’UArizona, Valmore LaMarche et Katherine Hirschboeck, a identifié les dommages causés par le gel dans les cernes des pins bristlecone de Californie qui correspondaient à l’année 1627 av. une période de cernes très étroits dans les chênes d’Irlande qui a commencé en l’an 1628 av.
Les deux groupes d’auteurs ont lié les anomalies des cernes des arbres à Thera car, au moment des études, Thera était la seule éruption connue au cours de cette période approximative. Mais le dernier article de Pearson confirme que ces anomalies des cernes sont en fait la preuve d’une éruption différente, inhabituellement riche en sulfates – le volcan Aniakchak II en Alaska.
« Nous avons examiné ce même événement qui s’est manifesté dans des cernes d’arbres distants de 7 000 kilomètres, et nous savons maintenant une fois pour toutes que cette éruption massive n’est pas Thera », a déclaré Pearson. « C’est vraiment agréable de voir cette connexion d’origine résolue. Il est également parfaitement logique qu’Aniakchak II se révèle être l’une des plus grandes éjections de sulfate des 4 000 dernières années – les arbres nous l’ont toujours dit. »
La chasse à l’éruption de Thera continue
Des preuves archéologiques suggèrent que la date de l’éruption de Thera est plus proche de 1500 avant JC, tandis que certaines datations au radiocarbone suggèrent qu’elle est plus proche de 1600 avant JC.
« Je privilégie le juste milieu. Mais nous sommes vraiment sur le point d’avoir une solution définitive à ce problème. Il est important de rester ouvert à toutes les possibilités et de continuer à poser des questions », a déclaré Pearson.
« La construction de preuves dans cette recherche est mieux comparée aux affaires pénales, où il doit être démontré que les suspects sont liés à la fois à la scène et à l’heure du crime », a déclaré Sigl. « Seulement dans ce cas, les traces ont déjà plus de 3 500 ans. »
L’étude confirme également que tout impact climatique de Thera aurait été relativement faible, sur la base de comparaisons de pics de sulfate au cours de la période avec ceux d’éruptions documentées plus récentes.
La prochaine étape consiste à se concentrer sur les années d’éruption possibles de Thera et à extraire d’autres informations chimiques du soufre et du téphra dans les carottes de glace. Quelque part dans l’un de ces sulfates, il pourrait y avoir un morceau de tephra qui aurait un profil chimique correspondant à Thera.
« C’est le rêve. Ensuite, je devrai trouver autre chose à obséder », a déclaré Pearson. « Pour l’instant, c’est juste agréable d’être plus proche que nous ne l’avons jamais été auparavant. »
L’étude fait partie d’un projet financé par le Conseil européen de la recherche et dirigé par Sigl au Centre Oeschger pour la recherche sur le changement climatique de l’Université de Berne en Suisse. Le projet s’appelle THERA, abréviation de Timing of Holocene volcano Eruptions and their Radiative Aerosol forcing. Outre UArizona, l’étude a été réalisée par un réseau international d’experts de l’Université de Berne, de l’Université de St. Andrews, de l’Université de Swansea, de l’Université du Maine, de l’Université d’État du Dakota du Sud et de l’Université de Florence.
Charlotte Pearson et al, Contraintes géochimiques des carottes de glace sur le moment et l’impact climatique des éruptions volcaniques d’Aniakchak II (1628 avant notre ère) et de Thera (Minoan), Nexus PNAS (2022). DOI : 10.1093/pnasnexus/pgac048