Les impacts que la terrible éruption du supervolcan Toba a pu avoir à l'époque sur le climat et les espèces vivantes font encore débat. Pour apporter des éléments de réponse, des chercheurs de l'université d'Arizona ont étudié les sédiments du lac Malawi, dans l'est africain, en quête d'indices fossiles.

Les résultats de leur recherche, publiés dans le Journal of Human Evolution, indiquent que la végétation de basse altitude n'a pas vraiment été affectée par l'éruption. L'évènement n'aurait donc pas provoqué d'hiver volcanique et, par conséquent, les populations d'Afrique de l'Est, berceau de l'humanité, sont restées sauves.

Carte du lac Malawi, un des grands lacs de la vallée du rift est-africain. Les mentions Core 2A et Core 1C indiquent où les chercheurs ont prélevé des sédiments. © van Breugel et al., 2015, Journal of Human Evolution

La dernière éruption du supervolcan Toba, 73.000 ans plus tôt (à plus ou moins 4.000 ans près), à l'origine de la théorie de la catastrophe de Toba était, sans conteste, d'une violence inouïe. En témoigne l'étendue de la caldeiracaldeira laissée par la catastrophe, aujourd'hui comblée par le lac Toba, le plus grand lac volcanique du monde, situé sur l'île de Sumatra, en Indonésie.

Selon cette théorie, l'éruption aurait provoqué un hiver volcanique d'au moins six ans et un refroidissement du climat mondial durant un millénaire, ce qui aurait décimé les êtres vivants de l'époque, dont les hommes modernes. De ce fait, la théorie fournirait une explication au manque de diversité génétiquegénétique observé au sein de l'humanité aujourd'hui. Nous serions tous issus d'une population humaine très réduite -- phénomène appelé goulot d'étranglementgoulot d'étranglement --, possiblement à cause d'une catastrophe comme celle de Toba (voir l'article au bas de celui-ci).

La théorie de la catastrophe de Toba invalidée

Or, en menant une recherche en paléoécologie, des chercheurs ont infirmé les hypothèses de la catastrophe de Toba. Ils ont étudié des microfossilesmicrofossiles végétaux, appelés phytolites -- ce qu'il reste des plantes après leur mort naturelle ou suite à des feux de forêt --, et des échantillons de charboncharbon dans les sédiments du lac Malawi.

Les sédiments s'accumulent par couches successives et enregistrent chronologiquement les empreintes des évènements majeurs, comme les grosses éruptions, ou encore les chutes de météoritemétéorite. Ainsi, la couche correspondante à la superéruption du Toba est connue, car elle contient des cristaux et du verre caractéristiques d'une éruption volcaniqueéruption volcanique. Les échantillons récoltés par les chercheurs couvrent une période de 300 ans, soit 100 ans avant et 200 ans après l'éruption. Ils proviennent de deux points distants de 100 km : le centre du lac, au niveau des régions de basse altitude, et son extrémité nord, à proximité des montagnes.

Photographies au microscope optique de phytolites de plantes herbacées et ligneuses recueillis dans les sédiments du lac Malawi. L'échelle indiquée par la barre blanche vaut 10 micromètres. © Yost et al., 2018, Journal of Human Evolution

D'après les chercheurs, une catastrophe de grande ampleur devrait avoir provoqué des feux de forêts, et la végétation partant en fumée, on devrait observer un pic significatif de la quantité de charbon dans les sédiments du lac. Par ailleurs, un hiver volcanique devrait avoir détruit la flore, que ce soit en basse ou haute altitude. Et ce n'est pas le cas...

Bien que l'éruption du supervolcan ait effectivement diminué les précipitationsprécipitations et ravagé les forêts de montagne, les chercheurs n'ont pas repéré de changement significatif sur le couvert végétal des régions de basse altitude. Et c'est là que tout se joue. Ces effets ne sont pas à l'échelle de l'hiver volcanique destructeur décrit par la théorie de la catastrophe de Toba.

De plus, les groupes humains présents à l'époque aux alentours du lac Malawi vivaient essentiellement en basse altitude et non en montagne, d'après les sites archéologiques qui ont été retrouvés. Il y a donc fort à parier qu'ils n'aient pas non plus été décimés par l'éruption.

L'éruption du Toba aurait changé le climat et décimé nos ancêtres

Article de Laurent SaccoLaurent Sacco, publié le 02/12/2009

L'éruption du super volcansuper volcan indonésien de Toba a-t-elle failli causer la disparition de l'Homo sapiensHomo sapiens il y a 73.000 ans ? En montrant que les forêts de l'Inde ont été sérieusement touchées à cette époque, un groupe de chercheurs renforce l'idée que la réponse à cette question est bien « oui ».

Il y a environ 73.000 ans, un super volcan, comme celui de Yellowstone, entrait en éruption dans l'île de Toba en Indonésie. La quantité de cendres crachée par ce volcan a été estimée à pas loin de 800 kilomètres cubes. Pour mémoire, le Pinatubo, coupable d'éruptions impressionnantes au début des années 1990, n'a émis que 10 kilomètres cubes de cendres et le St Helens seulement 2,9. Or, les cendres du Pinatubo, en modifiant l'albédoalbédo de la TerreTerre, ont suffi à faire baisser sa température moyenne de 0,6°C pendant deux à trois ans. On en déduit que l'éruption du Toba a dû affecter le climat terrestre de façon importante. L'exemple du Krakatoa montre aussi que les cendres et les aérosolsaérosols pulvérisés dans la haute atmosphèreatmosphère lors des éruptions sont bien en mesure de provoquer un refroidissement global de la planète.

Une vue du lac Toba, laissé par la formation d'une caldera lors de l'éruption d'un supervolcan en Indonésie il y a environ 73.000 ans. © Nasa, GSFC, METI, ERSDAC, JAROS, U.S./Japan Aster Science Team

Or les biologistes moléculaires ont découvert il y a plus de dix ans que l'humanité était anormalement peu diversifiée du point de vue génétique, comme si elle avait subi ce qu'on appelle un goulot d'étranglement dans le langage des spécialistes de l'évolution. En se basant sur les horloges moléculaireshorloges moléculaires, ils en avaient déduit que cette absence de diversification importante s'expliquait par l'idée que, il y a environ 73.000 ans, un groupe de quelques milliers à quelques dizaines de milliers d'individus tout au plus avait été à l'origine de l'ensemble des hommes existant aujourd'hui. Pour une raison alors inconnue, l'humanité aurait échappé de peu à une extinction.

Un âge de glace de plus d'un millénaire

En 1998, un professeur d'anthropologie de l'Université de l'Illinois, Stanley Ambrose, proposa de relier les deux événements. Selon lui, l'éruption de Toba qui a laissé une caldera aujourd'hui occupée par un lac de 100 kilomètres de long pour 35 de large, a dû suffisamment perturber le climat pour que la température moyenne de la planète chute de pas loin de 16 °C. Cet âge de glace instantané aurait duré 1.800 ans environ, largement de quoi décimer la population humaine de cette époque.

Bien que séduisante, cette théorie a subi quelques critiques depuis lors. L'une des principales objections est venue de la découverte de pierres taillées montrant qu'au moins un groupe d'humains vivant à proximité de l'Indonésie, plus précisément dans le sud de l'Inde à Jwalapuram, était semble-t-il passé sans encombre à travers cet épisode.

C'est visiblement pour lever ce doute qu'Ambrose a joint ses forces à celles de Martin A. J. Williams, un chercheur de l'université d'Adélaïde en Australie qui avait découvert une couche de cendres laissées par l'éruption de Toba en Inde. Ces chercheurs ont analysé les pollenspollens piégés dans des sédiments marins de la baie du Bengale ainsi que les rapports isotopiques des noyaux de carbonecarbone dans des carbonates situés en dessous et en dessus de la couche de cendres du Toba à trois endroits de l'Inde centrale.

On sait que selon le type de végétation, les rapports isotopiques du carbone ne sont pas les mêmes. Il est ainsi possible de dire si, à une période et en un endroit donnés, le couvert végétal était constitué de forêts ou de prairies.

Comme ils l'expliquent dans un article récemment publié dans le journal Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, les chercheurs ont découvert des signes très convaincants d'un changement drastique dans la couverture végétale. Les forêts ont régressé et la pluviosité a baissé dans les régions de l'Inde centrale pendant au moins mille ans, juste après l'éruption du Toba.

Cela accrédite fortement la thèse d'une déforestationdéforestation au niveau des tropiquestropiques et donc un climat plus froid. La théorie de la catastrophe de Toba en sort renforcée.