Imaginez des arbres agissant comme de minuscules systèmes d’alerte pour les volcans explosifs. Cela ressemble à de la science-fiction, mais des chercheurs utilisent désormais des images satellites pour détecter des changements subtils dans la couleur des arbres près des volcans, révélant potentiellement des signaux cachés de dioxyde de carbone qui pourraient indiquer qu’une éruption se prépare. Cette nouvelle technique pourrait améliorer considérablement les systèmes d’alerte précoce, donnant ainsi plus de temps aux communautés pour se préparer.
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Le lien inattendu : les arbres et les gaz volcaniques
Les volcans n’explosent pas sans prévenir. Ils présentent souvent des signes subtils auparavant, comme des tremblements du sol ou des émissions de gaz. Les scientifiques savent depuis longtemps que l’un des indicateurs les plus précoces peut être le dégagement de dioxyde de carbone (CO2) lorsque le magma se rapproche de la surface, profondément sous terre.
Le problème est que le CO2 est omniprésent dans notre atmosphère, ce qui rend incroyablement difficile de repérer de petites augmentations provenant d’un seul volcan en utilisant les méthodes satellites classiques. Mais c’est là que les arbres entrent en jeu : le CO2 volcanique agit comme un puissant engrais, en particulier dans les zones où les nutriments peuvent être limités. Les arbres et les plantes près des évents actifs peuvent en fait devenir plus verts et plus luxuriants grâce à cet apport supplémentaire de CO2.
« L’idée générale est de trouver quelque chose que nous pourrions mesurer à la place du dioxyde de carbone directement », a expliqué Robert Bogue, étudiant au doctorat en volcanologie à l’Université McGill. Ce « quelque chose » s’est avéré être la santé et la couleur de la végétation environnante.
De la surveillance terrestre aux yeux orbitaux
Traditionnellement, les scientifiques devaient se rendre sur les pentes volcaniques dangereuses et isolées pour mesurer directement les niveaux de gaz ou observer ces changements subtils dans la couleur de la végétation. C’était risqué et limitait les lieux et la fréquence de collecte des données.
Aujourd’hui, une nouvelle collaboration entre la NASA et la Smithsonian Institution explore comment faire cela depuis l’espace. En utilisant des images satellites haute résolution, ils peuvent surveiller de vastes zones autour des volcans régulièrement et en toute sécurité. Ces satellites peuvent mesurer la « verdeur » de la végétation, souvent en utilisant des longueurs d’onde spécifiques de la lumière qui révèlent la santé des plantes mieux que ce que nos yeux peuvent voir.
Selon le volcanologue Florian Schwandner du Ames Research Center de la NASA, « Le but ici est d’améliorer et de rendre plus précoces [les systèmes d’alerte précoce des volcans] ». Alors que les systèmes actuels reposent sur des signes comme le gonflement du sol ou le dioxyde de soufre gazeux (qui apparaît plus tard que le CO2), la détection de l’effet du CO2 via les arbres pourrait donner une avance cruciale.
Preuves sur l’Etna
Une étude récente publiée dans la revue Remote Sensing of Environment a fourni des preuves solides de cette approche. Des chercheurs ont analysé des images satellites de Landsat 8 et d’autres satellites se concentrant sur la zone autour de l’Etna en Italie entre 2011 et 2018.
Vue satellite montrant les conséquences de l'éruption du volcan Chaitén en 2008 au Chili, soulignant l'importance de la télédétection pour les alertes précoces.
Ils ont trouvé un schéma clair : 16 fois au cours de cette période, des pics de verdeur de la végétation coïncidaient avec des augmentations des émissions volcaniques de CO2 et des périodes où le magma se rapprochait de la surface. Cette corrélation directe suggère que les arbres réagissaient effectivement aux premiers dégagements de gaz du volcan. Comme l’a noté Nicole Guinn, auteure principale de l’étude de l’Université de Houston, « Il existe de nombreux satellites que nous pouvons utiliser pour faire ce type d’analyse ».
Pas une solution miracle, mais un facteur de changement
Bien que prometteuse, la surveillance des arbres depuis l’espace n’est pas une solution parfaite pour tous les volcans. De nombreux volcans se trouvent dans des paysages arides avec peu d’arbres, comme ceux d’Islande ou de certaines parties des Andes. Même là où des arbres existent, leur santé peut être affectée par d’autres facteurs comme la sécheresse, les maladies ou les incendies de forêt, qui pourraient imiter ou masquer l’effet du volcan.
« Le suivi des effets du dioxyde de carbone volcanique sur les arbres ne sera pas une solution miracle », a averti Schwandner. Cependant, a-t-il ajouté, « Mais c’est quelque chose qui pourrait changer la donne ».
Pour affiner cette méthode, la NASA, la Smithsonian Institution et leurs partenaires ont lancé un projet appelé Airborne Validation Unified Experiment: Land to Ocean (AVUELO). Ce projet implique de faire voler des instruments au-dessus des volcans pour comparer les mesures au sol des gaz et de la santé de la végétation avec ce que les satellites observent depuis l’orbite. Cela aidera les scientifiques à calibrer leurs relevés satellitaires et à mieux comprendre la relation complexe entre l’activité volcanique et la végétation environnante.
En combinant la surveillance traditionnelle avec des techniques innovantes comme l’observation des forêts depuis l’espace, les scientifiques se rapprochent de la fourniture d’alertes plus précoces et plus fiables, potentiellement sauver des vies et réduire l’impact des éruptions volcaniques dans le monde entier.
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