En janvier 2022, une zone calme de la surface de l’océan près des îles Tonga a soudainement connu une explosion d’activité. Après environ un mois d’activité, une éruption sous-marine d’une ampleur sans précédent du volcan Hunga a projeté des cendres dans la colonne d’eau et à plus de 30 miles dans les airsoù il s’est rapidement propagé en un panache s’étendant sur des centaines de kilomètres.
L’explosion a été si puissante qu’elle a résonné sur Terre comme une cloche ; elle a produit une onde de choc qui a fait le tour du globe à plusieurs reprises et a déclenché un bang sonique entendu jusqu’en Alaska. L’éruption a également déclenché un tsunami qui a touché les côtes de l’océan Pacifique et a fait des vagues enregistrées au Japon, en Amérique du Nord et du Sud, et en Antarctique.
Assez surprise, les scientifiques ont découvert que l’éruption avait également des conséquences sous-marines, récemment décrites dans un article publié dans la revue Nature Communications Earth and Environment.
Le champ hydrothermal de Tahi Moana, photographié ici, a été observé recouvert par des cendres atteignant jusqu’à 15 cm à certains endroits. Certains escargots et moules de cette région ont réussi à survivre à l’éruption et à ses conséquences.
Dans le cadre d’une expédition au moment opportun, une équipe de chercheurs a mis le cap sur le bassin de Lau, une vaste zone sous-marine entourant Tonga où deux plaques tectoniques se rencontrent, en avril 2022. Leur objectif était d’étudier les créatures vivant autour des sources chaudes des profondeurs marines. Mais à leur arrivée, ils ont découvert que la région était jonchée de restes de créatures.
« Nous ne nous attendions pas à voir beaucoup de retombées, voire aucune, suite à l’éruption, car elle s’est produite quelques mois plus tard, à une centaine de kilomètres de là et à plus d’un kilomètre de profondeur », a déclaré Shawn Arellano, professeur associé à l’université Western Washington, qui a dirigé l’expédition conjointement avec Roxanne Beinart, professeure associée à l’université de Rhode Island. « Nous avons donc été vraiment surpris par l’ampleur de l’impact que nous avons vu. »
En observant à travers les yeux d’un robot sous-marin, ils ont vu une couche de cendres d’une épaisseur de 1,5 mètre recouvrir le fond de l’océan – un phénomène jamais observé auparavant. Les populations locales d’animaux, notamment des moules et des escargots vulnérables inscrits sur la Liste rouge des espèces en voie de disparition, ont été anéanties, soit enterrées vivantes, soit incapables de s’acclimater à leurs conditions radicalement modifiées.
Des événements catastrophiques similaires apparaissent dans les fossiles, mais les scientifiques ont rarement la possibilité de recueillir des observations en temps réel.
« Il existe très peu d’exemples modernes d’observations de dépôts de cendres dans l’océan », a déclaré Beinart. « Mais il existe de nombreux cas où les scientifiques étudient des événements similaires dans les archives fossiles et tentent de reconstituer ce qui s’est passé. » Les observations de l’équipe offrent un aperçu rare des premières étapes du processus.
Dans des milliers, voire des millions d’années, les scientifiques étudieront peut-être les fossiles des créatures ensevelies par l’éruption du Hunga.
Couler ou nager ?
Leur objectif initial d’étudier l’écosystème a été largement anéanti, et l’équipe s’est rapidement tournée vers l’étude des conséquences sous-marines de l’éruption. L’une de leurs découvertes les plus immédiates contredit les idées reçues sur la façon dont certaines créatures se comportent après des événements similaires.
Les fossiles suggèrent que les crabes et autres crustacés disparaissent généralement lorsque leur environnement est soudainement inondé de cendres. Les scientifiques en déduisent que le système respiratoire des animaux se bouche probablement. Cependant, l’équipe de Beinart et Arellano a remarqué que les crustacés semblaient avoir survécu sans problème à l’éruption du Hunga et se déplaçaient à toute vitesse sur les cendres qui avaient enseveli tant d’autres animaux. L’équipe cherche encore à comprendre pourquoi les crustacés ont si bien résisté, contrairement aux attentes.
L’équipe a également recueilli plus de larves d’animaux des cheminées que prévu. Arellano suppose qu’un nouveau système d’échantillonnage aurait pu leur permettre d’en recueillir davantage, ou que l’événement aurait pu déclencher la ponte des animaux, un phénomène qui se produit parfois après des tempêtes ou d’autres perturbations majeures.
« Ou bien, il se pourrait que ce soit tout simplement normal dans cette région », a déclaré Arellano. « Il n’y a pas eu beaucoup de collectes dans cette zone auparavant, donc nous n’avons pas vraiment de base de comparaison. »
Dexter Davis (Université Western Washington)
Parmi les échantillons collectés par l’équipe, Arellano a fait la première observation documentée de Alviniconcha Larves d’escargots. Bien que ces escargots deviennent des animaux dominants et des espèces fondatrices dans les sources hydrothermales des océans Pacifique occidental et Indien, personne n’avait jamais vu leurs larves auparavant. Ces créatures hébergent des bactéries chimiosynthétiques dans leurs tissus qui fournissent l’essentiel de leur nutrition via des produits chimiques contenus dans le fluide des sources hydrothermales.