Destruction rapide d’ozone stratosphérique après l’éruption du volcan Hunga Tonga

Le 15 janvier 2022, l'éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha'apai a fortement perturbé la haute atmosphère en émettant des cendres, du dioxyde de soufre et autres gaz ainsi qu’une quantité exceptionnelle de vapeur d'eau (environ 150 méga tonnes) dans la stratosphère à plus de 30 km d'altitude. Cet événement rare a été une opportunité pour étudier les processus chimiques dans un panache volcanique peu de temps après une éruption depuis l’observatoire du Maïdo (île de la Réunion). Les éruptions volcaniques peuvent affecter le climat et la chimie de l'ozone. Comprendre ces interactions est essentiel pour améliorer la modélisation des processus environnementaux et l’évolution du climat futur.

Cette étude, réalisée par une équipe de recherche dont une chercheuse du CNRS-INSU, combine des mesures in situ sous ballons météorologiques, par télédétection au sol lors d’une campagne intensive à l’observatoire du Maïdo et des données satellites pour comprendre l’impact initial de l’éruption sur l'ozone stratosphérique. En seulement une semaine, la concentration d'ozone stratosphérique au-dessus du sud-ouest du Pacifique et de l'océan Indien a diminué de 5%. Cette diminution prend tout son sens lorsqu'on la compare au trou dans la couche d'ozone de l'Antarctique, où jusqu'à 60% de l'ozone est détruit chaque année sur plusieurs mois. La diminution de l'ozone dans la région tropicale dépasse celle des éruptions précédentes, soulignant le caractère exceptionnel de l’éruption du Hunga Tonga.

L’humidification de la stratosphère associée à un refroidissement radiatif a favorisé des réactions chimiques à des températures inhabituelles à la surface d’aérosols volcaniques. Ces réactions ont produit des espèces actives de chlore (e.g. ClO), à partir de chlore inactif (HCl), entraînant une destruction catalytique de l’ozone. 

Au-delà de leur pertinence sur les éruptions volcaniques majeures, ces résultats offrent des perspectives cruciales sur la chimie atmosphérique et ses implications pour le changement climatique. Cette étude offre également des stratégies de campagne de mesures pour évaluer l’impact de ces éruptions.