Le royaume des Tonga n’attire pas souvent l’attention du monde entier, mais l’éruption violente d’un volcan sous-marin le 15 janvier a littéralement provoqué une onde de choc à l’autre bout du monde. Pourquoi les éruptions de ce volcan sont-elles si explosives, étant donné qu’il se trouve sous le niveau de la mer ? Peut-on s’attendre à d’autres répliques du Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai ?

Les Tonga, 177 îles de Polynésie, s’étendent sur 700 000 kilomètres carrés dans le Pacifique Sud, soit une superficie plus grande que 20 fois la Belgique. Le royaume se trouve à environ 700 kilomètres au sud-est des Fidji et à environ 2 000 kilomètres au nord-est de la Nouvelle-Zélande. 36 des îles sont habitées en permanence – soit un total d’environ 100 000 Polynésiens. Ils ont déjà connu la malchance : en janvier 2004, les Tonga ont été frappées par le cyclone tropical Heta et en février 2018 par le cyclone tropical Gita.

Puis, samedi, l’île volcanique de Hunga Tonga-Hunga Ha’apai est entrée en éruption. Le tsunami qui a suivi a causé des dégâts jusqu’à la côte ouest du continent américain dans un sens et au Japon dans l’autre. L’onde de pression atmosphérique qui a provoqué l’éruption a même été enregistrée dans notre pays.

Le volcan n’est généralement pas très visible. Il se trouve entre deux petites îles inhabitées, Hunga-Ha’apai et Hunga-Tonga, qui s’élèvent à environ 100 mètres au-dessus du niveau de la mer, à 65 kilomètres au nord de Nuku’alofa, la capitale des Tonga. Mais sous les vagues se cache un énorme volcan d’environ 1 800 mètres de haut et 20 kilomètres de large.
Le Hunga-Tonga-Ha’apai est entré régulièrement en éruption au cours des dernières décennies. En 2009 et 2014-15, par exemple, mais ces éruptions étaient de faible ampleur. Selon les volcanologues, ce qui s’est produit samedi est l’une des énormes explosions que le volcan peut produire environ tous les mille ans.

Pourquoi les éruptions du volcan sont-elles si explosives, puisqu’il est sous-marin et que l’on s’attendrait à ce que l’eau de mer refroidisse le magma ?

Comme le magma monte lentement dans l’eau de mer, même à des températures d’environ 1 200 degrés Celsius, un mince film de vapeur se forme entre le magma et l’eau. Cela constitue une couche isolante, permettant à la surface extérieure du magma de se refroidir. Mais ce processus ne fonctionne pas lorsque du magma plein de gaz volcanique est projeté hors du sol. Lorsque le magma pénètre rapidement dans l’eau, toute couche de vapeur est rapidement perturbée, mettant le magma chaud en contact direct avec l’eau froide.

Les spécialistes des volcans appellent cela une « interaction combustible-refroidisseur ». Une explosion extrêmement violente déchire le magma. Une réaction en chaîne s’amorce, car de nouveaux fragments de magma frais et chauds sont exposés à l’eau et les explosions se répètent, éjectant finalement des particules volcaniques et provoquant des bangs à des vitesses supersoniques.

L’éruption de 2014-15 a créé un cône volcanique, qui a relié les deux anciennes îles Hunga pour créer une île combinée d’environ 5 kilomètres de long. Des volcanologues se sont rendus dans la région en 2016 et, en cartographiant les fonds marins, ont découvert une « caldeira » cachée à 150 mètres sous les vagues. La caldeira est une dépression en forme de cratère d’environ 5 kilomètres de large. Les petites éruptions (comme en 2009 et 2014-15) se produisent principalement au bord de la caldeira, mais les très grandes éruptions proviennent de la caldeira elle-même. Ces grandes éruptions sont si importantes que le sommet du magma en éruption s’effondre vers l’intérieur, rendant la caldeira plus profonde.

Les volcanologues ont trouvé des preuves de deux énormes éruptions antérieures de la caldeira Hunga dans des dépôts sur les anciennes îles. Ils ont établi un lien chimique avec les dépôts de cendres volcaniques sur la plus grande île habitée de Tongatapu, située à 65 kilomètres de là, puis ont utilisé la datation au radiocarbone pour montrer que les grandes éruptions de la caldeira se produisent environ tous les 1 000 ans, la dernière ayant eu lieu en 1 100 après JC. Avec l’éruption de samedi, le Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai reste donc dans le même schéma.

La grande question à se poser demeure : est-ce que maintenant c’est terminé ? Nous sommes encore au milieu de cette grande série d’éruptions et de nombreux aspects restent flous, notamment parce que l’île est actuellement obscurcie par des nuages de cendres. Les deux précédentes éruptions, le 20 décembre 2021 et le 13 janvier 2022, étaient de taille modérée. Elles ont produit des nuages pouvant atteindre 17 kilomètres de haut et ajouté de nouvelles terres à l’île combinée créée par l’éruption de 2014-15.

La dernière éruption, celle de samedi, en a augmenté l’ampleur. Le panache de cendres a déjà une hauteur d’environ 20 kilomètres. Il s’est notamment répandu de manière presque concentrique sur une distance d’environ 130 kilomètres du volcan, créant un panache de 260 kilomètres de diamètre, avant d’être déformé par le vent.

Cela démontre une force explosive énorme, qui ne peut être expliquée par la seule interaction magma-eau. Elle montre que de grandes quantités de magma frais, rempli de gaz, sont sorties de la caldeira.

L’éruption a également déclenché un tsunami dans les Tonga et les îles Fidji et Samoa voisines. Les ondes de choc ont traversé plusieurs milliers de kilomètres, ont été vues de l’espace et enregistrées en Nouvelle-Zélande, à quelque 2 000 kilomètres de là. Tous ces signes suggèrent que la grande caldeira de Hunga s’est réveillée. Les tsunamis sont générés par des ondes de choc atmosphériques et océaniques lors d’explosions, mais ils sont aussi facilement déclenchés par des glissements de terrain sous-marins et des effondrements de caldeiras.

Les dépôts géologiques des précédentes éruptions du volcan constituent un avertissement : ils montrent que chaque épisode d’éruption millénaire de la caldeira a comporté plusieurs grandes éruptions explosives distinctes. Il se pourrait donc bien que le Hunga-Tonga-Hunga-Ha’apai nous réserve encore quelques semaines, voire quelques années, de troubles volcaniques majeurs.