Une étude, dont les résultats intitulés «Low efficiency of large volcanic eruptions in transporting very fine ash into the atmosphere» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, a permis de démontrer que les éruptions les plus intenses sont les moins efficaces à transporter les cendres dans l’atmosphère de sorte que leur concentration dans les nuages volcaniques peut être jusqu'à 50 fois inférieure aux prévisions actuelles.

Rappelons tout d'abord que «les nuages de cendres volcaniques sont des phénomènes plutôt fréquents, générés lors d'éruptions explosives extrêmement violentes». Ces nuages de cendres, «composés principalement de fines particules (<100µm)», peuvent «être transportés dans l'atmosphère sur plusieurs milliers de kilomètres».

Leur extension «peut avoir des conséquences socio-économiques importantes, comme lors de l’éruption du volcan Eyjafjallajökull (Islande) en 2010, qui avait provoqué une interruption sans précédent de l’espace aérien et engendré des milliards d’euros de pertes», car «les conséquences peuvent même être dramatiques si les avions de lignes viennent à croiser ces nuages de cendres». En outre, «les retombées de cendres sur le sol représentent un danger majeur pour les populations vivant à proximité du volcan (effondrement des toitures, pollution des réseaux d’eau et d’assainissement, inhalation des particules fines)».

Du fait que «les processus de sédimentation (c.à.d. la chute des cendres) et de transport qui contrôlent la proportion de cendres fines (ε) dans ces nuages sont encore très mal compris», jusqu’ici, «on estimait au sein de la communauté scientifique que la proportion de cendres fines dans ces nuages représentait environ 5% de la quantité totale de tephras (c.à.d. fragments de roche éjectés), et ne variait pas d’une éruption à l’autre» et c'est cette valeur qui a été utilisée «par défaut en entrée des modèles de prévision de la concentration des nuages de cendres lors des crises volcaniques» par les agences météorologiques opérationnelles (VAAC) au cours des deux dernières décennies.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée montre à partir d’une analyse inédite «combinant données de terrain et satellite, que la proportion de cendres fines (ε) injectée dans l’atmosphère est en fait extrêmement variable et comprise entre 0.1% et 6.9%, couvrant ainsi presque deux ordres de grandeur».

La variation de ε n’est pas aléatoire, puisqu'elle «est inversement proportionnelle au flux de masse de tephras éjecté à l’évent», car, de manière inattendue, il est apparu «que les éruptions les plus intenses (c.à.d. éruptions pliniennes) sont en fait les moins efficaces (avec ε = 0,1%) à transporter les cendres fines dans l’atmosphère». L'étude explique ce résultat «par l’existence d’une sédimentation dite 'collective' des particules dans les nuages riches en cendres, ce qui a pour effet d’accélérer la chute des cendres fines, diminuant ainsi la charge en cendres résiduelle au sein du nuage».

Au bout du compte, «la quantité de cendres fines transportées dans l'atmosphère peut être jusqu'à 50 fois inférieure aux prévisions actuelles». Il en découle «des conséquences majeures pour les décideurs en charge de la sécurité du trafic aérien». Par contre, au sol, «les retombées de cendres fines peuvent être beaucoup plus importantes que ce que prédisent actuellement les modèles de dépôt» avec «des conséquences dramatiques dans l’évaluation des risques associés aux populations vivant à proximités des zones volcaniques».