Début de l’éruption de Novarupta en Alaska, la plus grande éruption volcanique du XXe siècle
D’une durée de trois jours, la plus grande éruption volcanique du XXe siècle a explosé le 6 juin 1912, à partir d’un nouveau volcan, Novarupta. Dans le processus, il a créé la caldeira de Katmai et la vallée des dix mille fumées. Non seulement les événements de 1912 sont restés scientifiquement importants depuis, mais les gisements de 1912 continuent également de fournir des informations sur les processus volcaniques et magmatiques qui nous affectent et affectent la terre dans laquelle nous vivons.
Grande éruption de 1912, à Novarupta : l’événement exceptionnel
Cela a alimenté les premières enquêtes scientifiques de l’US Geological Survey et de la National Geographic Society qui ont fourni des perspectives provocatrices et contribué à façonner la réflexion sur les volcans et les magmas (Martin 1913, Griggs 1922). 
Pour la première fois dans l’histoire enregistrée, une grande éruption explosive a déposé ses coulées pyroclastiques sur terre plutôt que dans la mer (comme à Krakatau en 1883), afin qu’elles puissent être étudiées en détail. C’était aussi l’un des rares endroits où il a été reconnu qu’un large éventail de compositions de magma ont éclaté ensemble.
A narrow plume of resuspended volcanic ash (from the 1912 Novarupta/Katmai eruption) was seen in @NOAASatellites #GOESWest daytime True Color RGB (shades of gray) + Nighttime Microphysics RGB (shades of pink) images, being lofted across Shelikof Strait toward Kodiak Island. #AKwx pic.twitter.com/EwHVklBBp5
— UW-Madison CIMSS (@UWCIMSS) December 6, 2023
Les magmas de rhyolite, de dacite et d’andésite (chacun contenant différentes quantités de silice) ont tourbillonné ensemble pour créer de la pierre ponce blanche et noire à bandes (Figure 3), un événement inhabituel qui a suscité des débats sur la façon dont ceux-ci ont évolué ensemble dans le système de plomberie souterrain. Ces conditions inhabituelles et la fascination pour les « Dix mille fumées » ont conduit le président Wilson à préserver le monument national de Katmai en 1918 pour un intérêt populaire, pittoresque et scientifique. Malgré cette attention, l’éruption et ses produits sont restés mal compris, en partie en raison de l’éloignement et des conditions de terrain difficiles, mais aussi en raison d’une mauvaise compréhension des éruptions explosives en général et de l’incapacité à identifier l’évent réel des éjectas de 1912.
De nombreuses décennies se sont écoulées avant que Garniss Curtis (1968) n’établisse que l’évent était Novarupta, et non le mont Katmai comme on le supposait auparavant. Les premiers enquêteurs Clarence N. Fenner et Robert F. Griggs ont identifié à tort le mont Katmai comme l’évent de l’éruption, car les falaises presque verticales qui entourent le lac du cratère sommital étaient fraîches et sans glacier lorsqu’elles ont été observées pour la première fois en 1916, et des jets de gaz vigoureux (fumerolles) encerclaient le sol de la caldeira. Les travaux de Curtis ont clairement montré que bien que le mont Katmai se soit effondré pendant l’éruption, parce que la majeure partie du magma avait été stockée en dessous, presque tout le magma s’est évacué à Novarupta à 10 km.
Une chambre magmatique et une caldeira situées si loin de l’évent en éruption sont très inhabituelles. Comprendre les conditions souterraines ou « système de plomberie », qui a permis cela, a suscité un débat qui se poursuit aujourd’hui. Au cours des trois dernières décennies, des études détaillées des gisements de Novarupta ont contribué à une meilleure compréhension du fonctionnement des volcans, de l’éruption et de la mise en place de la pierre ponce et des cendres explosives, de l’effondrement des caldeiras et de ce qui s’est passé à l’évent pendant l’éruption de 3 jours (Hildreth 1983, 1987, 1991, Fierstein et Hildreth 1992, Fierstein et Nathenson 1992, Fierstein et al. 1997, Hildreth et Fierstein 2000, Houghton et al. 2004, Fierstein et Wilson 2005, Hildreth et Fierstein 2012).
La « Vue de loin » présentée ci-dessous est un aperçu de l’éruption basée sur des rapports de témoins oculaires et des données enregistrées pendant les éruptions, le tout à une distance substantielle. Ceci est suivi de « The Eruption Up-close », un résumé des événements tels qu’ils se sont déroulés à et près de l’évent. Bien qu’aucun témoin oculaire n’ait pu survivre près de l’évent, les volcanologues ont reconstitué ce qui s’est passé grâce à des observations détaillées des dépôts laissés derrière.
La combinaison unique d’une éruption à Novarupta avec un effondrement à 10 km au mont Katmai offre une opportunité idéale pour de telles études. Nulle part ailleurs les jeunes dépôts d’un si grand éruption ne fournissent un enregistrement géologique jusqu’à l’évent lui-même. 
Vue de loinLes premiers signes d’une éruption imminente ont commencé par de violents tremblements de terre ressentis dans le village de Katmai sur la côte du détroit de Shelikof « pendant au moins 5 jours avant l’éruption » (Martin 1913). D’autres ont été ressentis les 4 et 5 juin, y compris jusqu’à 250 km au nord-est, incitant les quelques habitants du village de Katmai à évacuer en canoë le long de la côte vers Cold Bay (aujourd’hui Puale Bay). Les troubles se sont poursuivis, alors que des explosions ont été entendues à 140 miles (230 km) le matin du 6 juin.
Ce n’est qu’à 13 heures (heure de l’Alaska) que le premier nuage d’éruption imposant a été observé par les membres d’équipage du vapeur Dora, alors dans le détroit de Shelikof. Deux heures plus tard, l’obscurité enveloppa brusquement le navire alors qu’il était rattrapé par les cendres étouffantes. La foudre jaillit du nuage noir au-dessus de la tête alors que le capitaine McMullen changeait de cap depuis l’arrêt prévu à Kodiak et se dirigeait vers le golfe ouvert de l’Alaska. Même «à toute vapeur», la Dora est restée sous le nuage de cendres jusqu’au petit matin du lendemain.
À Kodiak, à 160 km au sud-est du centre de l’éruption, l’air s’est épaissi de cendres et, pendant 60 heures, l’obscurité a été si complète qu’une lanterne tenue à bout de bras était à peine visible. Les citadins terrifiés, certains temporairement aveuglés par le gaz sulfureux, se sont entassés sur le US Revenue Cutter Manning amarré dans le port de Kodiak, tandis qu’un pied de cendres (30 cm) a étouffé leur ville avec trois périodes de chute de cendres rapprochées. Le poids des cendres a fait s’effondrer les toits de Kodiak ; des bâtiments ont été détruits par des avalanches de cendres qui se sont précipité des pentes des collines voisines ; d’autres structures ont brûlé après avoir été frappées par la foudre du nuage de cendres ; et l’eau est devenue imbuvable.
Les effets des cendres ont été ressentis dans le monde entier. De l’évent de Novarupta, l’imposante colonne de cendres, appelée colonne d’éruption plinienne, s’est envolée vers le ciel sans interruption pendant 60 heures.
Simultanément, il a distribué des coulées de cendres qui ont rempli la vallée des dix mille fumées et alimenté un haut nuage parapluie de plus de 1 600 km de large qui enveloppait la majeure partie du sud de l’Alaska et du territoire du Yukon. Une fois que le nuage de cendres a été aperçu, il s’est rapidement élevé à une hauteur supérieure à 100 000 pieds (> 30 km), où le courant-jet en a transporté une grande partie vers l’est. Fortement aidée par les vents soufflant d’est-sud-est, la chute de cendres a commencé à Kodiak dans les 4 heures et le lendemain s’était propagée à 625 miles (1000 km) à l’est et au moins 60 miles (100 km) à l’ouest.
À minuit le premier jour, 11 heures après le début de l’éruption, suffisamment de magma s’était échappé du dessous du mont Katmai pour qu’environ 1,2 miles cubes (5 km cubes) de son sommet se soient effondrés. L’effondrement a entraîné une caldeira de 1,5 mille (2,5 km) de large, qui a depuis accumulé un lac d’environ 800 pieds (250 m) de profondeur (Figure 4). L’effondrement de la caldeira s’est accompagné de 14 tremblements de terre de magnitudes 6 à 7, de 100 chocs supérieurs à la magnitude 5 et d’innombrables chocs plus petits (Figure).
Le 9 juin, lorsque l’effusion principale a finalement cessé à Novarupta et que le jour s’est levé à Kodiak, le nuage de cendres qui avançait avait commencé à laisser tomber des retombées imprégnées de soufre sur Puget Sound dans l’État de Washington. Le lendemain, le nuage passa au-dessus de la Virginie et, le 17 juin, il atteignit l’Algérie. Des effets atmosphériques (brume, fumée, crépuscules rouges) avaient été observés sous le vent, commençant en Colombie-Britannique le 6 juin et en Europe deux semaines plus tard. La grande quantité de cendres et d’aérosols a non seulement causé des couchers de soleil exceptionnellement brillants, mais, en protégeant les rayons du soleil, a abaissé les températures moyennes d’environ 2 ° F (1 ° C) dans l’hémisphère nord pendant plus d’un an.
La remobilisation par le vent des cendres les plus fines de la vallée des dix mille fumées pendant les périodes de sécheresse continue, un siècle plus tard, pour soulever des nuages de poussière occasionnels à des altitudes de milliers de mètres.
L’éruption de près
La séquence explosive de 60 heures à Novarupta consistait en trois épisodes discrets (Figure 6), séparés par des accalmies d’une durée maximale de quelques heures (Martin 1913, Hildreth 1983, Fierstein et Hildreth 1992). Au cours de l’épisode I, le volume et la vitesse à laquelle la pierre ponce et les cendres ont été éjectées de l’évent étaient si importants qu’une partie de celle-ci est montée dans l’imposante colonne d’éruption pour être largement distribuée par les vents régionaux et stratosphériques et déposée sous forme de cendres chute (ou chute pyroclastique ), tandis que certains ont inondé la zone d’évent, coulant dans les vallées environnantes et les remplissant jusqu’à 600 pieds (200 m). Ces coulées de cendres (ou coulées pyroclastiques ponces, aussi appelées ignimbrites) sont restées chaudes pendant plusieurs décennies, gagnant le nom de «Ten Thousand Smokes» pour les nombreuses fissures et fissures fumantes où les eaux de surface qui pénétraient dans les dépôts de coulée de cendres chaudes étaient expulsées sous forme de vapeur 
. L’épisode I a laissé une dépression de 1,25 mile (2 km) de large, remplie de pierre ponce et de cendres de sa propre éruption. Les escarpements de faille causés par l’effondrement et l’affaissement en 1912 encerclent la zone qui a fourni l’évent pour le premier jour de l’éruption (Figure). Dans ce grand évent de flux de cendres, les éruptions ultérieures ont percé les dépôts partiellement consolidés de l’épisode I, à travers un évent plus petit qui a produit les chutes de cendres des deux jours suivants. Ces éruptions, épisodes II et III, ont également construit un anneau d’éjectas riches en pierre ponce autour de leur plus petit évent, qui a été bouché par le dôme de lave Novarupta qui s’est extrudé après la fin de toute l’activité explosive. L’épisode I a laissé une dépression de 1,25 mile (2 km) de large, remplie de pierre ponce et de cendres de sa propre éruption. 
Les escarpements de faille causés par l’effondrement et l’affaissement en 1912 encerclent la zone qui a fourni l’évent pour le premier jour de l’éruption (Figure). Dans ce grand évent de flux de cendres, les éruptions ultérieures ont percé les dépôts partiellement consolidés de l’épisode I, à travers un évent plus petit qui a produit les chutes de cendres des deux jours suivants. Ces éruptions, épisodes II et III, ont également construit un anneau d’éjectas riches en pierre ponce autour de leur plus petit évent, qui a été bouché par le dôme de lave Novarupta qui s’est extrudé après la fin de toute l’activité explosive. L’épisode I a laissé une dépression de 1,25 mile (2 km) de large, remplie de pierre ponce et de cendres de sa propre éruption. Les escarpements de faille causés par l’effondrement et l’affaissement en 1912 encerclent la zone qui a fourni l’évent pour le premier jour de l’éruption (Figure). Dans ce grand évent de flux de cendres, les éruptions ultérieures ont percé les dépôts partiellement consolidés de l’épisode I, à travers un évent plus petit qui a produit les chutes de cendres des deux jours suivants. Ces éruptions, épisodes II et III, ont également construit un anneau d’éjectas riches en pierre ponce autour de leur plus petit évent, qui a été bouché par le dôme de lave Novarupta qui s’est extrudé après la fin de toute l’activité explosive. 
Les escarpements de faille causés par l’effondrement et l’affaissement en 1912 encerclent la zone qui a fourni l’évent pour le premier jour de l’éruption (Figure 8). Dans ce grand évent de flux de cendres, les éruptions ultérieures ont percé les dépôts partiellement consolidés de l’épisode I, à travers un évent plus petit qui a produit les chutes de cendres des deux jours suivants. 
Ces éruptions, épisodes II et III, ont également construit un anneau d’éjectas riches en pierre ponce autour de leur plus petit évent, qui a été bouché par le dôme de lave Novarupta qui s’est extrudé après la fin de toute l’activité explosive. Les escarpements de faille causés par l’effondrement et l’affaissement en 1912 encerclent la zone qui a fourni l’évent pour le premier jour de l’éruption (Figure). Dans ce grand évent de flux de cendres, les éruptions ultérieures ont percé les dépôts partiellement consolidés de l’épisode I, à travers un évent plus petit qui a produit les chutes de cendres des deux jours suivants. Ces éruptions, épisodes II et III, ont également construit un anneau d’éjectas riches en pierre ponce autour de leur plus petit évent, qui a été bouché par le dôme de lave Novarupta qui s’est extrudé après la fin de toute l’activité explosive.
Afin de décrypter ce qui s’est passé à l’évent du 6 au 9 juin 1912, les volcanologues examinent attentivement les dépôts environnants. La clé pour comprendre ces événements de près repose sur la capacité à distinguer les trois types de pierre ponce qui composent les gisements : la rhyolite blanche contenant peu de cristaux minéraux, ou phénocristaux ; dacite blanche à grise à cristaux abondants ; et andésite brune à noire, également avec des cristaux abondants. Bien qu’ils aient été éjectés ensemble pendant une grande partie de l’éruption, leurs proportions relatives ont varié avec le temps. Ces variations ont été utilisées pour suivre la dispersion, le caractère et l’épaisseur de chaque couche (premières couches A à H reconnues et nommées par Curtis), à la fois autour de l’évent et dans des endroits plus éloignés, et ces informations ont été utilisées pour reconstituer ce qui s’est passé pendant ces trois jours en 1912.
Importance volcanologique de l’éruption de 1912
De nombreux aspects de l’éruption explosive de trois jours à Novarupta en juin 1912 ont attiré l’attention sur ce volcan éloigné, et il est devenu l’un des plus étudiés au monde. Son volume éruptif de 3,1 à 3,4 mi3 (13 à 14 km3) de magma le place parmi les cinq plus importants de l’histoire enregistrée. À tout moment, une telle éruption attirerait beaucoup d’attention, mais en 1912, le domaine de la volcanologie en était à ses balbutiements. Des phénomènes jamais vus ou reconnus ailleurs ont fourni des opportunités pour un large éventail de recherches. En plus des aspects déjà discutés, l’éruption a également conduit à des études pionnières sur la dynamique des éruptions et les mécanismes des éruptions explosives, l’évolution des systèmes magmatiques souterrains qui produisent des volcans et le transport de vapeur à haute température dans les fumerolles en rapport avec le dépôt de minerai métallique.
Les enquêtes se poursuivent aujourd’hui, avec des travaux récents utilisant des instruments analytiques de pointe qui mesurent des choses aussi petites que des bulles de fluide emprisonnées dans des cristaux individuels dans des pierres ponces ; ceux-ci nous indiquent à quel point le magma était chaud et à quelle profondeur il a été stocké avant d’entrer en éruption. D’autres enquêtes considèrent une plus grande échelle, comme celles qui examinent comment les ondes sismiques générées par les tremblements de terre se propagent à travers les zones souterraines sous les volcans ; ceux-ci fournissent des images souterraines de l’endroit et de la manière dont le magma est stocké.
Chaque nouvelle étude utilise des travaux antérieurs comme base. L’accent mis sur la compréhension de l’éruption de 1912 et de ses produits a conduit à des avancées significatives dans la compréhension des processus volcaniques et magmatiques, ce qui fait éclater les volcans, et a changé la façon dont les scientifiques pensent aux grandes éruptions explosives. L’éruption de 1912 a également fourni des opportunités pour d’autres types de recherche. Certains se sont concentrés sur les effets de l’éruption sur le milieu environnant, sur la flore et la faune, et sur les personnes qui y vivaient. 
La prédiction de Griggs (1933) d’une végétalisation rapide dans les années à venir ne s’est pas réalisée dans les zones d’épaisses inondations de cendres dans et près de la vallée des dix mille fumées, mais là où les retombées étaient minces ou érodées, les plantes se sont rétablies rapidement. Bien que la verdure soit à nouveau luxuriante dans les endroits où les cendres accumulées avaient moins d’environ 3 pieds (1 m) d’épaisseur, les surfaces d’écoulement de cendres balayées par le vent sont encore largement stériles un siècle plus tard. La végétation clairsemée d’aujourd’hui offre peu de couverture et une maigre nourriture aux quelques animaux qui s’aventurent dans la Vallée des Dix Mille Fumées.
Novarupta, la vallée des dix mille fumées et les volcans Katmai sont un laboratoire à ciel ouvert depuis l’époque de Griggs. Les études volcanologiques ici ont façonné la façon dont les géologues pensent aux éruptions explosives et continuent de fournir des informations sur un large éventail d’aspects du fonctionnement des volcans.
1-minute Dust RGB images from @NOAASatellites #GOES18/#GOESwest showed resuspended volcanic ash (brighter shades of pink) – from the 1912 eruption of Novarupta-Katmai – being lofted by strong NW winds across the area and moving toward Kodiak Island: https://t.co/WgShE42H4v #AKwx pic.twitter.com/N3TxUienLZ
— UW-Madison CIMSS (@UWCIMSS) September 27, 2023
Éruption de Novarupta – Contexte historiqueL’éruption de Novarupta a été la plus importante du 20e siècle et a duré plus de 60 heures à partir du 6 juin 1912. Située dans le sud de l’Alaska, dans l’actuel parc national de Katmai, Novarupta, qui signifie « nouvelle pause » en latin, a envoyé 6,7 miles cubes (28 km cubes) de cendres dans l’air. Les cendres sont tombées sur terre à 30 cm de profondeur sur une superficie de 3 000 milles carrés (7 800 km carrés) formant la vallée des dix mille fumées.
Bien qu’il n’y ait eu aucun décès dû à l’éruption proprement dite, un énorme panache de poussière a parcouru le monde, provoquant une sécheresse en Chine et décimant la faune locale de l’Alaska.