Eruzione di Samalas nel 1257

Eruzione di Samalas nel 1257
Vista del lago ospitato in un cratere
La caldera risultante dall'eruzione.
Posizione
Nazione Indonesia
Vulcano Samalas
Area di attività Zona sommitale
Date 1257
Caratteristiche
Tipo di eruzione cutanea Pliniano
Fenomeni Pennacchio vulcanico , nuvole infuocate
Volume emesso 40 ± 3  km 3
Scala VEI 7
Conseguenze
Regioni interessate Lombok , Bali , Sumbawamba
Geolocalizzazione sulla mappa: Mondo
(Vedi situazione sulla mappa: Mondo) Eruzione di Samalas nel 1257
Geolocalizzazione sulla mappa: Indonesia
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L' eruzione di Samalas nel 1257 è l'evento vulcanico più importante in epoca storica, e forse dell'Olocene . Il Samala si trovava sull'isola di Lombok , in Indonesia . I solfati di questa gigantesca eruzione provocano un inverno vulcanico , vale a dire un breve episodio di raffreddamento climatico , che ha un pesante impatto sulle società umane. Il vulcano crolla alla fine dell'eruzione, formando la caldera di Segara Anak , che è diventata un lago.

L'esistenza di una grande eruzione ( indice esplosivo vulcanico 7) a questa data è attestata per la prima volta da prove indirette: i solfati e la cenere rilevati nelle carote di ghiaccio e gli indicatori paleoclimatici , come gli anelli di crescita degli alberi che mostrano il periodo freddo risultante.

L'identificazione del sito coinvolto è stata una preoccupazione dei vulcanologi per più di 30 anni. Infine, nei primi anni del 2010 , l'eruzione è stata formalmente localizzata nel sito indonesiano. Lo studio sul campo può quindi descrivere il corso dettagliato dell'eruzione. Lo studio dei testi porta anche informazioni, perché testimonianze scritte dell'eruzione si trovano in manoscritti giavanesi finora poco studiati.

L'esatta portata delle conseguenze dell'eruzione sulle società umane rimane un argomento attivo di studio, dove vengono avanzate molte ipotesi. Resta da dimostrare il suo possibile legame con il passaggio dall'optimum climatico medievale alla Piccola Era Glaciale .

Prove indirette

L'esistenza di un grande evento vulcanico in questa data è stata determinata per la prima volta da prove indirette.

Tracce nelle carote di ghiaccio

Le calotte glaciali sono una fonte unica di informazioni sul passato della Terra  : ogni inverno, uno strato di ghiaccio viene aggiunto alla sommità della calotta, intrappolando le bolle d'aria. Analizzando l'aria intrappolata nel ghiaccio, possiamo così ricostruire serie temporali molto precise sulla composizione dell'atmosfera nei secoli passati. Il Greenland Ice Sheet Project è un progetto internazionale ( USA , Danimarca , Svizzera ) per prendere l' arpa delle carote di ghiaccio e utilizzare le informazioni. La perforazione è iniziata nel 1971.

Le misurazioni della conducibilità elettrica del ghiaccio e delle concentrazioni di solfato su un profilo del nucleo lungo 2000 anni, pubblicate per la prima volta nel 1980 in merito alla perforazione del GISP, mostrano picchi corrispondenti ad eruzioni vulcaniche, alcune delle quali storicamente note, come quella di Vesuvio nel 79 o quello di Tambora nel 1815 , il cui pennacchio raggiunse la stratosfera . Tuttavia, altri picchi non corrispondono ad alcuna eruzione nota, e questo è inizialmente il caso del più importante di tutti, che risale alla fine del 1250. Tuttavia, le misurazioni effettuate sulle uniche carote prese in Groenlandia non consentono di non per determinare se si tratta di un'eruzione di importanza planetaria, o di un evento più modesto ma localizzato vicino al luogo del prelievo. Misure simili ottenute su altri pozzi nell'Artico, ma anche dal 1980 su carotaggi prelevati in Antartide , mostrano un picco alla stessa data. Ciò rafforza l'idea di un'eruzione che abbia interessato l'intero pianeta, anche se non si può escludere del tutto l'ipotesi di eventi simultanei nelle due regioni polari.

All'inizio degli anni '90, il confronto tra ceneri vulcaniche (intrappolate anche nel ghiaccio) raccolte nelle due regioni polari mostra una grandissima somiglianza nell'aspetto e nella geochimica , rendendo quasi certa un'origine comune. Inoltre, il fallout è all'incirca della stessa ampiezza nelle due zone polari, che punta a un vulcano situato nella zona intertropicale .

Paleoclimatologia

La dendrocronologia è una disciplina che studia gli anelli degli alberi che riflettono la loro crescita annuale tra le soste invernali. Gli anni favorevoli alla crescita dell'albero si traducono in anelli più grandi e viceversa. Inoltre, se si verificano episodi di gelo durante il periodo di crescita, l'anello corrispondente a quest'anno porta tracce. Osservando, grazie a campioni con strumenti dedicati come la coclea Pressler , gli anelli di crescita su un gran numero di alberi della stessa specie (in piedi, rinvenuti in cornici , conservati nella torba , ecc.), e assemblando le curve che forniscono , si ottiene un indicatore paleoclimatologico di grande pregio. Metodi di datazione radiometrica vengono utilizzati inoltre per la datazione assoluta.

I dati ottenuti con questo metodo hanno mostrato l'esistenza di un periodo insolitamente freddo in molte parti del mondo intorno al 1260. Intorno al 1990 è stato fatto il collegamento con le informazioni provenienti dalle carote di ghiaccio e questo deterioramento del clima è stato attribuito ad un inverno vulcanico .

Identificazione del vulcano

Siti remoti

I vulcanologi hanno ricercato per trent'anni i candidati all'eruzione dei vulcani certificati da prove indiziarie. Nel 2000, la data dell'eruzione e l'entità delle sue conseguenze sono ben identificate, ma la sua posizione rimane un mistero e il vulcano "responsabile" è attivamente ricercato.

El Chichón , nel sud del Messico , ha attirato molta attenzione: infatti, la sua geochimica sembrava poter corrispondere alla cenere trovata nel ghiaccio, ha vissuto un'eruzione molto sulfurea nel 1982 e le tracce di un'eruzione intorno al 1250 hanno stato trovato. Tuttavia, lo studio sul sito ha mostrato che era troppo piccolo per spiegare il picco di solfato osservato, con un indice di esplosività vulcanica (VEI) stimato a 4.

Allo stesso modo, sono state trovate prove di un'eruzione del vulcano saudita Harrat Rahat , vicino a Medina , nel 1256, ma di magnitudo troppo piccola. Sono stati studiati anche altri siti, come Quilotoa in Ecuador e il Lago Okataina , una caldera vulcanica in Nuova Zelanda . Anche un'isola o un vulcano sottomarino in Melanesia o in Polinesia era una pista seria: una posizione del genere avrebbe dato a una grande eruzione la migliore possibilità di non lasciare alcuna testimonianza scritta.

Scoperta in Indonesia

All'inizio degli anni 2010, i team francesi (team di Franck Lavigne, Parigi 1 ) e indonesiani hanno esaminato dozzine di vulcani poco studiati nell'arcipelago indonesiano alla ricerca di tracce di un'eruzione corrispondente. Il loro lavoro ha permesso di identificare con quasi certezza l'eruzione con una caldera presente sull'isola di Lombok vicino a Bali , la caldera di Segara Anak . Il sito è di dimensioni compatibili con la scala dell'eruzione desiderata, e l'osservazione dei depositi convince rapidamente i vulcanologi che il sito è il prodotto di un'eruzione relativamente recente, mentre è stato registrato nelle basi dei dati vulcanologici come risalente a diverse mille anni. Des volcanologues japonais et indonésiens avaient déjà proposé, en 2003 et 2004, de situer la formation de la caldeira au XIII e  siècle mais en sous-estimant l'ampleur de l'éruption et sans la relier à l'évènement « méga-colossal » Ricerca. La datazione al carbonio-14 di ventuno campioni di alberi sepolti in depositi piroclastici è perfettamente coerente con un'eruzione del 1257. Gli ultimi dubbi sono stati sollevati con l'identificazione geochimica delle ceneri con quelle trovate nelle carote di ghiaccio, e la modellazione del vulcano che ha permesso di stimare il volume di ejecta nell'intervallo 33-40  km 3 , coerente con le valutazioni basate su misurazioni di carote di ghiaccio.

Lo studio di un antico manoscritto in antico giavanese , il Babad Lombok ( babad è una parola giavanese che significa "  cronico  ") scritto su foglie di palma e conservato presso il Museo Nazionale dell'Indonesia a Giacarta ha rivelato una testimonianza storica dell'evento, e da mettere un nome locale sul vulcano: i Samala .

Tuttavia, alla fine degli anni 2010, un nuovo lavoro sull'analisi geochimica della cenere dimostra che il Samala non è responsabile dell'intero segnale (cioè solfati e ceneri vulcaniche) rilevato nelle carote di ghiaccio in Antartide: un'eruzione in Victoria Land (Antartide ) nel 1259 e contribuì anche un'altra eruzione non identificata.

Descrizione dell'eruzione cutanea

Il sito prima dell'eruzione

In un contesto tettonico di zona di subduzione , la placca australiana scivola sotto la placca della Sonda ad una velocità di circa 7  cm/anno , creando l'arco vulcanico delle Isole della Sonda . Ci sono 276 vulcani lungo questo arco, tra cui Krakatoa , Merapi e Tambora , dalla punta occidentale di Sumatra , ai vulcani sottomarini nel Mare di Banda .

Il Samala ha raggiunto il picco a circa 4.200 metri sul livello del mare - una stima basata sull'estensione delle pendici della restante parte del vulcano - e aveva un diametro compreso tra 8 e 9 chilometri. Questo cono si è formato “ben prima del 12.000 a.C. d.C.  ”. Il “nuovo” Rinjani , molto più recente, tuttora esistente, fiancheggiava ad est il vecchio vulcano. L'eruzione, che ha fatto scomparire la vecchia sommità, è di tipo pliniano , vale a dire che l'evacuazione della lava e dei gas era quasi impossibile, provocando un aumento della pressione all'interno del vulcano fino all'esplosione. L'osservazione dei depositi in diversi punti dell'isola (e delle isole vicine) ha permesso di comprendere il loro sviluppo, che la vulcanologa Céline Vidal divide in quattro fasi.

Data dell'eruzione

La data esatta dell'eruzione cutanea non è nota. La distribuzione dei depositi mostra che il vento soffiava da est, il che è coerente con la stagione secca indonesiana, che va da aprile a novembre. L'anno può essere messo in dubbio, alcuni autori hanno proposto di collocarlo nel 1258, o, al contrario, di anticiparlo nel 1256 il che sarebbe coerente con le osservazioni riportate nelle fonti mediorientali .

Prima fase

La prima fase è un'eruzione freatica che ha depositato un sottile strato di cenere su una parte dell'isola. Circa 400  km 2 di terreno erano coperti, in media, da 3  cm di cenere. Successivamente viene espulsa una grande quantità di pietra pomice a bassa densità (circa 400  kg/m 3 ) che ricopre gran parte di Lombok. Questo deposito è spesso più di 150  cm nelle immediate vicinanze del vulcano, e rappresenta altri 8  cm in un campione a Bali, 126  km sottovento . Un ordine di grandezza della massa espulsa in questa fase, in base agli spessori dei depositi nei punti di prelievo e ad un'interpolazione tra questi punti, è di 8  Gt .

Seconda fase

La natura dei depositi della seconda fase indica che è freatomagmatico , vale a dire che il magma ha incontrato una grande quantità di acqua. O le falde acquifere erano arroccate sui fianchi del vulcano, oppure aveva già un cratere sommitale, risultato di una precedente eruzione, e contenente un lago. La quantità di acqua consumata da questa fase è stimata tra 0,1 e 0,3  km 3 . Questa fase è caratterizzata da uno strato di pietra pomice diverso da quello della prima fase: più ricco di frammenti litici e di granulosità più fine. La quantità di ejecta in questa fase è significativamente inferiore rispetto alla prima, ma difficile da stimare con precisione.

Terza fase

La terza fase, che inizia dopo l'esaurimento della riserva idrica, è caratterizzata da un nuovo strato di pomice, con struttura più vescicolare e più ricco di frammenti litici , con presenza anche di lapilli . I depositi di pomice della terza fase si estendono ulteriormente rispetto a quelli delle precedenti, coprendo quasi l'intera isola e raggiungendo la vicina Sumbawa.

Quarta fase

Infine la quarta fase è quella delle nuvole infuocate , che sono scese lungo i fianchi della montagna per una distanza di 25  km fino alla costa in tre direzioni, guidate dalla topografia del sito. Quando hanno raggiunto la costa, le nuvole infuocate sono entrate in acqua e hanno danneggiato le barriere coralline . I depositi piroclastici delle nubi infuocate sono più localizzati rispetto alle proiezioni di pomice delle fasi precedenti, ma il loro spessore può, in alcuni punti, raggiungere i 50  m . Per questa fase il volume dei depositi è dell'ordine di 20  km 3 per una massa prossima a 20 miliardi di tonnellate (questi materiali sono molto più densi delle pietre pomici). Le ceneri associate sono state trovate in un campione di 550  km sottovento. Durante questa fase, essendo depressurizzato il serbatoio magmatico , l'intero edificio non essendo più sostenuto dal magma collassa su se stesso, formando un'immensa caldera (depressione circolare di collasso) di 6 × 8  km . Anche parte del lato del Rinjani, adiacente al Samala, crolla nella caldera.

Estensione dell'eruzione cutanea

L' eruzione avrebbe prodotto un pennacchio vulcanico raggiungendo i 43  km di altitudine. Con un indice esplosivo vulcanico (VEI) di 7, è qualificato come "mega-colossale" e potrebbe essere il più importante dell'Olocene , vale a dire dalla fine dell'ultima glaciazione che ha 10.000 anni.

Solo altre quattro eruzioni di VEI 7 sono note negli ultimi 5.000 anni: quella del Cerro Blanco in Argentina intorno al 2300 a.C., quella di Santorini nel 1600 a.C. , quella del Monte Paektu (probabilmente nel 946) e infine quella di Tambora nel 1815 , la Tambora si trova a meno di 200  km a est di Samalas, sulla vicina isola di Sumbawa.

La quantità totale di materiale espulso è prossima ai 40  km 3 , questo volume è inteso in equivalente di roccia densa , vale a dire conta la porosità delle rocce.

Caldera

La caldera risultante dall'eruzione è diventata un lago. Il suo livello attuale è di 2000  m sul livello del mare, si estende per 11  km 2 e la sua profondità massima è di 230  m . La temperatura dell'acqua si aggira intorno ai 23  °C , una temperatura elevata per un lago così alto di altitudine, legata alla presenza di sorgenti vulcaniche ancora attive. Questa temperatura permette una produzione significativa di fitoplancton , il lago ha un ricco ecosistema . È abbastanza profondo da essere blu come il mare, che gli è valso anche il nome: "Segara Anak" significa letteralmente "figlio del mare" , nel senso di "piccolo mare" in giavanese .

Nella caldera si sono formati tre piccoli coni vulcanici più recenti. Uno di questi, il Barujari ("montagna nuova" in giavanese ), è ancora molto attivo, avendo subito sei eruzioni dal 1944.

Conseguenze dell'eruzione cutanea

Conseguenze locali

Uno o più tsunami si verificarono nello stretto di Alas (che separa Lombok da Sumbawa ) quando le nuvole infuocate di Samala entrarono in contatto con l'oceano. Tracce (proiezioni di sedimenti marini, inclusi i coralli ) sono state trovate sulla costa di Sumbawa e su una piccola isola nello stretto.

Testimonianze locali sono state trovate in documenti precedentemente poco studiati. Il Babad Lombok è un testo del XVI °  storie compilazione secolo dalla tradizione orale e gli scritti precedenti. Dà una descrizione dell'eruzione, nomina il vulcano e indica che una città chiamata Pamatan, che era la capitale del regno di Lombok (che non sembra essere sopravvissuta all'eruzione, e sulla quale non c'è quasi nessun'altra fonte), fu sepolto durante l'eruzione, da ciò che evoca nuvole infuocate . Degli scavi nel sito potrebbero benissimo portare a un'importante scoperta archeologica che è stata paragonata a una "  Pompei asiatica". Secondo il manoscritto, Pamatan contava oltre 10.000 abitanti, il che la rende una città importante nel contesto storico. Gli studi su un secondo documento indonesiano, Babad Suwung , sono stati pubblicati nel 2019. Questi due manoscritti descrivono l'eruzione e in particolare le nuvole infuocate. Questa è la più antica testimonianza diretta di tale eruzione a parte le lettere di Plinio il Giovane .

L'eruzione devastò senza dubbio, e rese parzialmente inabitabile per decenni, l'isola di Lombok, così come Bali e la parte occidentale di Sumbawa . Il re giavanese Kertanagara annette l'isola di Bali al proprio regno nel 1284, senza incontrare forti resistenze. Ciò potrebbe essere spiegato dal fatto che l'isola è stata durevolmente spopolata e disorganizzata dall'eruzione. Gli ejecta dei Samala sono presenti in tutta l'Indonesia centrale, al punto da essere ora utilizzati come marker che contribuiscono alla datazione dei siti archeologici in questa regione.

Inverno vulcanico

L'eruzione del Samalas ha causato, secondo un recente studio basato su tracce geochimici, la più importante rilascio di gas (in particolare il biossido di zolfo e cloro gas ) nella stratosfera della dell'era volgare , di fronte alla eruzione del Tambora nel 1815 , molto meglio documentato. Il rilascio è stimato in 158 milioni di tonnellate di anidride solforosa, 227 milioni di tonnellate di cloro e 1,3 milioni di tonnellate di bromo . Tale rilascio di gas provoca un fenomeno noto come oscuramento globale , con un notevole impatto sul clima. L'oscuramento del cielo è stato registrato dai contemporanei: molte fonti scritte in Europa, Arabia, India, Cina, Giappone, fanno riferimento a tale fenomeno, anche se non è certo di poter collegare tutte queste testimonianze a Samala.

L'abbassamento a breve termine delle temperature superficiali risultante dall'eruzione sarebbe di circa 1  °C . Questo valore è coerente con la presa in considerazione, in un modello climatico , della quantità di zolfo emessa, e di indicatori paleoclimatici che sono, in particolare, gli anelli di legno . L'emissione di alocarburi da parte dell'eruzione non sembra, contrariamente a quanto era stato ipotizzato, aver danneggiato in modo significativo lo strato di ozono .

Pertanto, gli anni immediatamente successivi all'eruzione furono più freddi del normale in molte parti del mondo. Questo periodo freddo, attestato sia da tracce paleoclimatiche , come la dendrocronologia , sia da testimonianze storiche dirette, causò cattivi raccolti. A causa degli anni freddi causati dall'inverno vulcanico, la progressione dei ghiacciai è stata osservata nell'estremo nord canadese e in Norvegia .

Impatto sulle società

L' Inghilterra ha subito una grave carestia nel 1258, e alcuni ricercatori sono ora collegati all'eruzione. Questo episodio è raccontato in Chronica maiora da Matthieu Paris . Una serie di fosse comuni contenenti da 10.000 a 15.000 scheletri è stata scoperta a Spitalfields , a est di Londra , alla fine degli anni 1990. Prima attribuita alla grande peste , risulta essere stata scavata per le vittime della carestia del 1258-1259, un secolo prima . La popolazione di Londra all'epoca era di circa 50.000 persone, il che dà un'idea dell'entità della perdita di vite umane.

In diversi paesi europei si registrano anche prezzi alimentari anormalmente elevati, causando disordini sociali e forse l'emergere del movimento flagellante in Italia , nonché la rivolta mudéjar nella penisola iberica . In Giappone , l' Azuma kagami riporta un'estate fredda e piovosa e scarsi raccolti che causano carestie e rivolte.

In Sud America, Altiplano sperimentando un freddo e periodo secco alla fine del XIII °  secolo. Questo degrado del clima, a lungo attribuito ad un evento vulcanico locale (un'eruzione di Quilotoa intorno al 1280), è in gran parte legato anche a Samalas. Tracce archeologiche (come i silos per il grano ) mostrano che l'agricoltura pluviale si sviluppò paradossalmente durante questo periodo, suggerendo un riuscito adattamento della popolazione locale.

Da un punto di vista geopolitico , l'inverno vulcanico potrebbe aver accelerato il declino dell'Impero Song cinese a favore dell'Impero Mongolo , la cui società e stile di vita sono più adatti alle nuove condizioni climatiche. Allo stesso modo, in Anatolia , avrebbe potuto indebolire la società bizantina , essenzialmente sedentaria e agricola, a beneficio dei turchi seminomadi.

Un articolo di ricerca pubblicato su gennaio 2017relativizza l'effetto dell'eruzione sul clima osservando che il Nord America non sembra essere stato colpito da questo raffreddamento. I suoi autori suggeriscono che la situazione alimentare in Inghilterra e in Giappone era già difficile prima dell'eruzione, che avrebbe solo peggiorato una crisi esistente. Un articolo del 2009 stimava che nonostante un'emissione di zolfo dieci volte maggiore, il raffreddamento causato dall'eruzione del 1257 fosse appena più marcato di quello creato da quella del Pinatubo nel 1991 . Ha spiegato questa apparente incoerenza con le dimensioni delle particelle emesse, maggiori nel caso dei Samala.

Collegamento con la piccola era glaciale

Una questione irrisolta è se questo effetto sul clima sia stato solo transitorio o se l'eruzione sia stata una causa del passaggio dall'optimum climatico medievale alla Piccola Era Glaciale . L'effetto diretto degli aerosol sul clima è breve, poiché scompaiono rapidamente dall'atmosfera: l' emivita degli aerosol di solfato stratosferico è stimata in 281 giorni in uno studio sull'eruzione di El Chichón nel 1982. L a inverno vulcanico può, tuttavia, hanno innescato feedback (modifica delle correnti marine , progressione delle superfici ricoperte di ghiaccio) con un'influenza a lungo termine sul clima. Il lavoro recente sulla modellazione del passaggio alla Piccola Era Glaciale incorpora la forzatura vulcanica (compresa l'eruzione di Samalas, ma anche quella di Kuwae nel 1452 in particolare) tra le cause prese in considerazione. L'esperimento consistente nel rimuovere una ad una le forzanti del modello (vulcani, modifica dell'orbita terrestre , variazione dei gas serra e variazione della radiazione solare ) mostra una significativa influenza del vulcanismo .

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