Léruption du Samalas en 1257 est l'événement volcanique le plus important des temps historiques, et peut-être de l'Holocène. Les sulfates de cette éruption gigantesque occasionnent un hiver volcanique, c'est-à-dire un bref épisode de refroidissement climatique, qui a un lourd impact sur les sociétés humaines. Le volcan s'effondre au terme de l'éruption, formant la caldeira Segara Anak, qui est devenue un lac.

L'existence d'une éruption majeure (indice d'explosivité volcanique 7) à cette date est d'abord attestée par des preuves indirectes : les sulfates et cendres décelés dans les carottes de glace et les indicateurs paléoclimatiques, comme les cernes de croissance des arbres montrant la période froide qui en résulte.

L'identification du site impliqué est une préoccupation des volcanologues pendant plus de . Finalement, au début des années 2010, l'éruption est formellement localisée sur le site indonésien. L'étude sur le terrain peut alors décrire le déroulement détaillé de l'éruption. L'étude des textes apporte aussi des informations, car des témoignages écrits de l'éruption sont découverts dans des manuscrits javanais jusque-là peu étudiés.

L'ampleur exacte des conséquences de l'éruption sur les sociétés humaines reste un sujet d'étude actif, où beaucoup d'hypothèses sont avancées. Son lien éventuel avec le basculement de l'optimum climatique médiéval vers le petit âge glaciaire reste à prouver.

Preuves indirectes L'existence d'un événement volcanique majeur à cette date a d'abord été déterminée à partir de preuves indirectes.

Traces dans les carottes de glace Les calottes glaciaires constituent une source d'information unique sur le passé de la Terre : chaque hiver, une couche de glace est ajoutée au sommet de la calotte, emprisonnant des bulles d'air. En analysant l'air piégé dans la glace, on peut ainsi reconstituer des séries temporelles très précises sur la composition de l'atmosphère au fil des siècles passés.. Le Greenland Ice Sheet Project est un projet international (États-Unis, Danemark, Suisse) visant à prélever au Groenland des carottes de glace et exploiter ces informations. Le forage commence en 1971..

Les mesures de conductivité électrique de la glace et des concentrations en sulfate sur un profil carotté s'étalant sur , publiées pour la première fois en 1980 concernant le forage du GISP, montrent des pics correspondant à des éruptions volcaniques dont certaines sont bien connues historiquement, comme celle du Vésuve en 79 ou celle du Tambora en 1815, dont le panache a atteint la stratosphère. Cependant, d'autres pics ne correspondent à aucune éruption connue, et c'est initialement le cas du plus important de tous, qui date de la fin des années 1250. Pour autant, des mesures réalisées sur les seules carottes prélevées au Groenland ne permettent pas de déterminer si l'on a affaire à une éruption d'importance planétaire, ou à un événement plus modeste mais situé à proximité du lieu de prélèvement. Des mesures similaires obtenues sur d'autres forages en Arctique, mais aussi à partir de 1980 sur des carottes prises en Antarctique, montrent un pic à la même date. Ceci renforce l'idée d'une éruption ayant affecté toute la planète, même si l'hypothèse d’événements simultanés dans les deux régions polaires ne peut être exclue totalement..

Au début des années 1990, la comparaison entre les cendres volcaniques (elles aussi piégées dans la glace) recueillies dans les deux régions polaires montre une très grande similarité d'aspect et de géochimie, rendant une origine commune presque certaine. Par ailleurs, les retombées sont à peu près de même amplitude dans les deux zones polaires, ce qui pointe vers un volcan situé dans la zone intertropicale..

Paléoclimatologie

vignette|Reconstitution à partir de 54 carottes de glace de la production de sulfate par les volcans depuis . La dendrochronologie est une discipline qui étudie les cernes des arbres qui traduisent leur croissance annuelle, entre deux arrêts hivernaux. Les années favorables à la croissance de l'arbre donnent lieu à des cernes plus larges et inversement. En outre, si des épisodes de gel surviennent pendant la période de croissance, l'anneau correspondant à cette année en porte des traces.. En observant, grâce à des prélèvements avec des outils dédiés comme la tarière de Pressler, les cernes de croissance sur un grand nombre d'arbres d'une même espèce (sur pied, retrouvés dans des charpentes, préservés dans la tourbe, etc.), et en assemblant les courbes qu'ils fournissent, un indicateur paléoclimatologique très précieux est obtenu. Des méthodes de datation radiométrique sont utilisées en complément pour obtenir une datation absolue..

Les données obtenues par cette méthode ont montré l’existence d'une période inhabituellement froide dans de nombreuses régions du monde autour de 1260. Vers 1990 le lien a été fait avec les informations des carottes de glace et cette détérioration du climat a été attribuée à un hiver volcanique..

Identification du volcan Sites écartés

Les volcanologues ont recherché pendant une trentaine d'années les volcans candidats à l'éruption attestée par des preuves indirectes.. En 2000, la date de l'éruption et l'ampleur de ses conséquences sont bien identifiées, mais sa localisation reste un mystère, et le volcan est activement recherché..

El Chichón, dans le Sud du Mexique, attira beaucoup l'attention : en effet, sa géochimie semblait pouvoir correspondre aux cendres retrouvées dans les glaces, il a connu une éruption très émettrice de soufre en 1982 et les traces d'une éruption vers 1250 ont été retrouvées. Cependant, l'étude sur le site montra que celle-ci était beaucoup trop petite pour expliquer le pic de sulfate observé, avec un indice d'explosivité volcanique (VEI) estimé à 4..

De même, des preuves d'une éruption du volcan saoudien Harrat Rahat, proche de Médine, en 1256, ont été trouvées, mais d'une ampleur beaucoup trop faible.. D'autres sites furent aussi étudiés, comme le Quilotoa en Équateur et le lac Okataina, une caldeira volcanique en Nouvelle-Zélande. Un volcan insulaire ou sous-marin en Mélanésie ou en Polynésie était aussi une piste sérieuse : une telle localisation donnerait à une éruption majeure les meilleures chances de ne laisser aucun témoignage écrit.

Découverte en Indonésie vignette|Manuscrits sur ôles javanais, d'apparence similaire à la Babad Lombok.|alt=manuscrit javanais. Il est réalisé sur des feuilles de palme, il a donc une forme très allongée Au début des années 2010, des équipes françaises (équipe de Franck Lavigne, Paris 1) et indonésiennes ont passé en revue des dizaines de volcans peu étudiés de l'archipel indonésien à la recherche de traces d'une éruption correspondante. Leurs travaux permirent d'identifier de façon quasi certaine le lieu de l'éruption dans une caldeira de l'île de Lombok voisine de Bali, la caldeira Segara Anak. Le site est d'une taille compatible avec l'ampleur de l'éruption recherchée et l'observation des dépôts convainc rapidement les volcanologues que la caldeira est le produit d'une éruption relativement récente, alors qu'elle était mentionnée dans les bases de données volcanologiques comme remontant à plusieurs milliers d'années. Des volcanologues japonais et indonésiens avaient déjà proposé, en 2003 et 2004, de situer la formation de la caldeira au mais en sous-estimant l'ampleur de l'éruption et sans la relier à l'évènement « méga-colossal » recherché.

La datation au carbone 14 de vingt-et-un échantillons d'arbres ensevelis dans les dépôts pyroclastiques est parfaitement cohérente avec une éruption en 1257.. Les derniers doutes ont été levés avec la correspondance géochimique des cendres avec celles retrouvées dans les carottes de glace, et la modélisation du volcan qui a permis d'évaluer le volume d'éjectas dans la fourchette , cohérente avec les évaluations basées sur les mesures des carottes de glace..

L'étude d'un ancien manuscrit en vieux javanais, la Babad Lombok (babad est un mot javanais signifiant « chronique »), écrit sur des feuilles de palmiers et conservé au Musée national d'Indonésie à Jakarta a permis de retrouver un témoignage historique de l'événement et de mettre un nom local sur le volcan : le Samalas..

Cependant, à la fin des années 2010, de nouveaux travaux sur l'analyse géochimique des cendres prouvent que le Samalas n'est pas responsable de la totalité du signal (c'est-à-dire les sulfates et les cendres volcaniques) détecté dans les carottes de glaces en Antarctique : une éruption en terre Victoria (Antarctique) en 1259 et une autre éruption non identifiée y ont aussi contribué..

Description de l'éruption Le site avant l'éruption vignette|Volcanisme dans un contexte de subduction.|alt=Une plaque tectonique glisse sous une autre, le volcan se situe sur celle du dessus.

Dans un contexte tectonique de zone de subduction, la plaque australienne glisse sous la plaque de la Sonde à un rythme de l'ordre de , créant l'arc volcanique des îles de la Sonde.. On trouve le long de cet arc, dont le Krakatoa, le Merapi et le Tambora, de la pointe ouest de Sumatra, jusqu'à des volcans sous-marins en mer de Banda..

Le Samalas culminait à environ et avait de diamètre.. Ce cône s'est formé « bien avant 12000 ». Le « nouveau » Rinjani, bien plus récent, qui existe encore, flanquait le vieux volcan à l'est.. L'éruption, qui a fait disparaitre l'ancien sommet, est de type plinienne, c'est-à-dire que l'évacuation de la lave et des gaz était quasiment impossible, ce qui a provoqué l'augmentation de la pression à l'intérieur du volcan jusqu'à l'explosion.. L'observation des dépôts en plusieurs points de l'île (et des îles voisines) a permis d'en comprendre le déroulement, que la vulcanologue Céline Vidal découpe en quatre phases.

Date de l'éruption La date exacte de l'éruption n'est pas déterminée. La distribution des dépôts montre que le vent venait de l'est, ce qui est cohérent avec la saison sèche indonésienne, qui s'étend d'avril à novembre.. L'année peut être mise en doute, certains auteurs ont proposé de la placer en 1258., ou, au contraire, de l'avancer en 1256, ce qui serait cohérent avec des observations relevées dans des sources au Moyen-Orient.

Première phase vignette|La première étape a été une éruption phréatique.

La première phase est une éruption phréatique qui a déposé une fine couche de cendre sur une partie de l'île. Environ de terrain ont été recouverts, en moyenne, par de cendre. Ensuite, une importante quantité de pierre ponce de faible masse volumique (autour de ) est expulsée et recouvre une grande partie de Lombok. Ce dépôt a une épaisseur de plus de à proximité immédiate du volcan et représente encore dans un prélèvement à Bali, à sous le vent. Un ordre de grandeur de la masse éjectée dans cette phase, basé sur les épaisseurs de dépôts aux points de prélèvement et une interpolation entre ces points, est de .

Deuxième phase La nature des dépôts de la deuxième phase indique qu'elle est phréatomagmatique, c'est-à-dire que le magma a rencontré une importante quantité d'eau. Soit des nappes phréatiques étaient perchées dans les flancs du volcan, soit il possédait déjà un cratère sommital, issu d'une éruption antérieure, et contenant un lac. La quantité d'eau consommée par cette phase est évaluée à . Cette phase se caractérise par une couche de pierre ponce différente de celle de la première phase : plus riche en fragments lithiques et de granulosité plus fine. La quantité d'éjectas dans cette phase est nettement moins importante que dans la première, mais difficile à estimer avec précision.

Troisième phase