Quelle est la cause du tsunami volcanique qui a dévasté une île grecque il y a 373 ans ?

En 1650 de notre ère, l’île grecque de Santorin a été dévastée par l’éruption d’un volcan sous-marin appelé Kolumbo. Les gens ont d’abord remarqué l’eau bouillante et changeant de couleur ainsi qu’un cône sortant de la surface de la mer. Viennent ensuite des roches incandescentes éjectées, du feu et des éclairs, des fumées épaisses, des chutes de pierre ponce et de cendres, des tremblements de terre et un puissant tsunami avec des vagues atteignant 20 mètres de haut. Toute cette activité éruptive a tué environ 70 personnes et des centaines de bovins.

Ces détails sont basés sur des récits contemporains compilés par le géologue français Ferdinand A. Fouqué en 1879. Une équipe de scientifiques allemands et grecs a maintenant combiné ces connaissances historiques avec une cartographie sismique 3D et des simulations informatiques pour déterminer pourquoi la violente éruption du volcan a déclenché un tsunami. Selon un nouvel article publié dans la revue Nature Communications, le tsunami résulte d’un glissement de terrain suivi d’une explosion volcanique.

Situé à environ 8 kilomètres au nord-est de Santorin, Kolumbo est également entré en éruption vers 1630 avant notre ère, avec des conséquences catastrophiques pour l’ancienne culture minoenne. Aujourd’hui, le volcan possède des sources hydrothermales de sulfure-sulfate qui abritent des espèces rares de micro-organismes que l’on ne trouve généralement pas ailleurs à proximité des sources hydrothermales. Et elle reste active et potentiellement dangereuse : une chambre magmatique jusqu’alors inconnue a été découverte l’année dernière et croît à un rythme d’environ 4 millions de mètres cubes par an. À ce rythme, la chambre atteindra le même volume que la quantité de magma éjecté lors de l’éruption de 1650 au cours des 150 prochaines années.

Une étude de 2016 a conclu que le tsunami de 1 650 qui a frappé Santorin était très probablement le résultat d’un important déplacement d’eau généré par une explosion sous-marine le 29 septembre de la même année, alors que l’éruption volcanique était en transition entre sa première phase (presque entièrement provoquée par un sous-marin) et deuxième phase. Mais cette dernière étude dresse un tableau plus complexe.

L’équipe a utilisé le navire de recherche POSEIDON (déclassé depuis) ​​pour créer une image 3D du cratère, révélant qu’il mesure environ 500 mètres de profondeur et 2,5 kilomètres de diamètre, preuve d’une explosion massive. En outre, ils ont noté qu’un flanc du cône était gravement déformé, presque certainement parce que cette partie du volcan avait glissé, selon le co-auteur Gareth Crutchley du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel. L’étape suivante consistait à exécuter des simulations informatiques comparant les différents mécanismes probables avec les récits de témoins oculaires historiques.

Les simulations ont montré que les vagues générées par une seule explosion volcanique auraient atteint 6 mètres de haut à un endroit particulier, mais cela est en contradiction avec les témoignages oculaires de ce même endroit décrivant des vagues beaucoup plus hautes de 20 mètres. Cette simulation montrait également une crête de vague atteignant la côte en premier, contredisant les récits historiques selon lesquels l’eau s’était retirée à ce moment-là avant que le tsunami ne se précipite. Les simulations informatiques des effets du glissement de terrain ne correspondaient pas non plus aux récits historiques.

Ce n’est que lorsque les simulations ont combiné l’explosion et le glissement de terrain qu’elles ont produit des effets cohérents avec les archives historiques. L’année dernière, l’éruption du volcan sous-marin Hunga Tonga, la plus puissante depuis l’éruption du Krakatoa en 1883, a provoqué plusieurs tsunamis. Son cratère a une forme similaire et les auteurs suggèrent qu’un mécanisme combiné similaire aurait également pu provoquer ces tsunamis.

« Kolumbo est en partie constitué de pierre ponce avec des pentes très raides », a déclaré le co-auteur Jens Karstens, également du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel. « Il n’est pas très stable. Au cours de l’éruption, qui durait depuis plusieurs semaines, de la lave était continuellement éjectée. En dessous, dans la chambre magmatique, qui contenait beaucoup de gaz, il y avait une pression énorme. Lorsqu’un des flancs du volcan glissé, l’effet était comme déboucher une bouteille de champagne : la soudaine libération de pression a permis au gaz dans le système magmatique de se dilater, entraînant une énorme explosion.

Kolumbo et d’autres volcans sous-marins actifs peu profonds similaires sont surveillés sporadiquement, mais selon les auteurs, les techniques de surveillance actuelles ne permettraient pas de détecter les flancs déformés qui se développent rapidement et qui sont vulnérables aux glissements de terrain, comme ce qui s’est produit avec Kolumbo en 1650. « Les populations locales, les décideurs et les scientifiques sont actuellement pas préparé aux menaces posées par les éruptions sous-marines et les ruptures de pentes, comme l’a démontré le récent effondrement du secteur de l’Anak Krakatau en 2018 et celui de 2022. [Hunga Tonga] éruption », ont-ils écrit. Karstens et al. espèrent développer de nouvelles approches de surveillance continue basées sur leurs nouvelles données pour créer un système d’alerte précoce qui donnerait aux populations plus de temps pour évacuer vers un lieu sûr.

Nature Communications, 2023. DOI : 10.1038/s41467-023-42261-y (À propos des DOI).