Le Grímsvötn est un volcan d'Islande situé sous la calotte glaciaire du Vatnajökull, sur les Hautes Terres d'Islande, dans une région éloignée de toute habitation et infrastructure. Il s'agit d'une caldeira n'émergeant du glacier que sous la forme d'un escarpement rocheux et abritant un lac sous-glaciaire, lui aussi appelé Grímsvötn. Le débordement de ce lac, généralement en raison d'éruptions sous-glaciaires, entraîne régulièrement des jökulhlaups, un type d'inondations brutales et dévastatrices. Le Grímsvötn est l'un des volcans les plus actifs d'Islande avec en moyenne une éruption tous les dix ans au cours du . L'une des plus importantes est celle de 1996 dont le jökulhlaup provoque de lourds dégâts sur la route 1 faisant le tour du pays. Celle qui s'est déroulée du au est la plus puissante de ce volcan depuis cent ans. Deux ensembles de fissures volcaniques sont associés à ce volcan dont celles des Lakagígar, siège de l'éruption ayant émis, entre 1783 et 1785, le plus grand volume de lave des temps historiques.

Toponymie Grímsvötn est un terme islandais signifiant en français « les lacs de Grímur ». Son étymologie repose sur le terme islandais , le pluriel de , qui signifie en français « eau », « lac », et sur le nom propre islandais . L'identité de ce Grímur reste inexpliquée mais il pourrait se rapporter à Grímr, l'un des noms d'Odin qui signifie « Le Masqué » . En outre, et le terme norvégien , qui signifie « humide », « mouillé » mais aussi « sombre », sont issus de la même racine scandinave. Le champ lexical de l'eau pourrait faire référence aux lacs ou aux inondations provoquées par le volcan tandis que l'adjectif « sombre » peut désigner la noirceur des falaises du Grímsfjall. Si l'origine de ce toponyme reste inconnue, il est néanmoins mentionné pour la première fois en 1598 dans une lettre en latin rédigée par Ólafur Einarsson, un prêtre islandais, à l'occasion d'une de ses éruptions et ce nom apparaît dans la légende de Vestfjarða-Grímur Sigurdsson racontant les aventures d'un jeune islandais jusqu'en Norvège ..

La prononciation islandaise est .. Ce toponyme sert à désigner aussi bien le volcan que les lacs subglaciaires situés dans sa caldeira. Le volcan est aussi appelé Sviagígur.

Géographie Localisation vignette|gauche|Image satellite du Vatnajökull en : la ligne sombre sub-horizontale dans le centre-ouest du glacier est le Grímsfjall et la petite tache sombre au-dessus est la fissure de Gjálp.

Le Grímsvötn est situé dans le sud-est de l'Islande, à proximité du centre du Vatnajökull.. Administrativement, il est partagé entre les municipalités de Hornafjörður dans la région d'Austurland, de Þingeyjarsveit et de Skútustaðahreppur dans celle de Norðurland eystra et de Skaftárhreppur dans celle de Suðurland . Les limites de ces municipalités convergent en ligne droite au Grímsfjall, le sommet du volcanLe point culminant du Grímsfjall est situé dans l'est de la falaise, non loin du tripoint entre les trois régions d'Islande, comme visible sur la carte présente sur .. Le volcan est aussi inclus dans le parc national du Vatnajökull, tout comme le reste du glacier et certaines régions environnantes..

Topographie vignette|Image satellite en de la caldeira sous-glaciaire du Grímsvötn avec dans le bas de l'image le Grímsfjall et le lac subglaciaire à l'air libre à la suite de l'éruption de 2011.

La partie centrale du Grímsvötn est constituée d'un ensemble de caldeiras sous-glaciaires totalisant six kilomètres de largeur pour huit kilomètres de longueur. soit environ de superficie. Le plancher de cette dépression est incliné vers le sud où se trouve un lac sous-glaciaire. maintenu liquide par l'importante activité géothermique liée à la chaleur du volcan. La dépression formée par la caldeira se traduit à la surface du glacier par un creux dans le Vatnajökull d'approximativement de superficie où la glace atteint d'épaisseur. Des fissures volcaniques associées au Grímsvötn et alignées selon un axe nord-est-sud-ouest s'éloignent du volcan depuis la caldeira sous le Vatnajökull pour ressortir à l'air libre dans le cas des Lakagígar au sud-ouest.

Le Grímsvötn culmine à d'altitude au Grímsfjall, le rebord méridional de la caldeira situé plus haut que son fond, ce qui le fait émerger au-dessus de la surface du Vatnajökull sous la forme d'une falaise. Cet escarpement rocheux abrite un refuge utilisé par les randonneurs qui parcourent les différents itinéraires de randonnée sur glace traversant le Vatnajökull et convergeant tous au Grímsvötn. Il se compose de deux abris, un stock de carburant, des sanitaires ainsi qu'un système de chauffage par géothermie, le tout construit progressivement à partir de 1957.. Deux stations GPS et de mesure des trémors sont en outre installées sur le Grímsfjall, les seules stations de ce type à se trouver dans le centre du Vatnajökull et non sur son pourtour.

Hydrographie vignette|Vue aérienne le du lac sous-glaciaire mis au jour par la fonte du Vatnajökull lors de l'éruption de fin ; le Grímsfjall (à gauche) dépasse du glacier recouvert de téphras autour du lieu de l'éruption.

Dans le sud de la caldeira, contre le Grímsfjall, la chaleur du magma maintient une poche d'eau liquide qui forme ainsi un lac sous-glaciaire dont le bassin versant mesure environ de superficie. La zone du glacier affecté par ce géothermalisme correspond à peu près à la dimension du lac sous-glaciaire, soit une superficie de l'ordre de . Dans cette zone, le déficit de glace dû à la fonte équivaut à une épaisseur de sept mètres par an.

Ce lac profond d'une centaine de mètres est recouvert d'une épaisseur de 50 à de glace. Au contact de la glace, dans sa partie supérieure, la température de l'eau est proche de tandis qu'elle peut atteindre dans sa partie inférieure, au contact de la roche qui la réchauffe. Outre la température, sa concentration en solutés est aussi étagée, l'eau de fonte de la glace venant les diluer dans la partie supérieure de ses eaux. Son pH varie entre 7,0 et 5,7 soit de neutre à légèrement acide. Les eaux de ce lac ont été atteintes en 2004 par carottage afin d'étudier son écosystème qui révèle la présence de bactéries, les premières trouvées dans un tel lieu.

L'activité hydrothermale donnant naissance à ce lac est aussi visible en surface du glacier sous la forme de fumerolles émises depuis la falaise du Grímsfjall vers d'altitude. De plus, ces gaz volcaniques chauds sculptent le glacier en créant des grottes de glace et l'eau de fonte s'accumule aux pieds de la falaise sous la forme de petits lacs. Ces manifestations en surface sont toutefois changeantes en fonction de l'activité du volcan et des mouvements de la glace.

Géologie

Géologiquement, le Grímsvötn est lié aux autres volcans fissuraux du Bárðarbunga, situé au nord sous le Vatnajökull, et des Lakagígar, situés au sud-ouest de la calotte glaciaire. Il se trouve à la croisée des trois branches islandaises du rift médio-atlantique. Ainsi, au niveau du Grímsvötn, la branche Nord du rift donne naissance à deux rifts, l'un se dirigeant vers le sud-ouest et l'autre vers l'ouest pour se prolonger par la dorsale de Reykjanes. Cette configuration géologique est généralement interprétée comme marquant l'aplomb du point chaud d'Islande qui est ainsi situé juste sous le Grímsvötn. Le magma de ce point chaud alimente une chambre magmatique, dont le volume pourrait atteindre et située à une profondeur maximale de . Ce magma produit des laves basaltiques tholéiitiques typiques des volcans rouges, notamment des Islandais..

Ses éruptions sont généralement sous-glaciaires et se traduisent donc par des explosions phréatiques lorsque la surface du glacier est atteinte. Parfois, elles sont accompagnées de jökulhlaups, des inondations provoquées par le débordement des lacs sous-glaciaires qui rompent les barrières de glace qui les contiennent. L'eau évacuée l'est principalement en direction du sud et traverse ainsi le Skeiðarársandur, une plaine côtière, avant d'atteindre l'océan Atlantique.

Écosystème Les conditions climatiques en surface du Vatnajökull étant polaires, la vie y est limitée aux espèces psychrophiles microscopiques comme des bactéries ou encore des tardigrades vivant dans la neige à la surface du glacier.

Au cours de l'été 2004, des scientifiques étudiant le lac sous-glaciaire découvrent des bactéries anaérobies psychrophiles, les premières à être découvertes dans un lac sous-glaciaire. Celles-ci profitent de la chaleur du volcan qui maintient l'eau des lacs liquide à une température propice au développement de la vie. Bien que le volcan rejette en abondance du soufre, élément de base du métabolisme d'autres bactéries extrêmophiles, celles du Grímsvötn fondent le leur sur le dioxyde de carbone, lui aussi émis en quantité. L'analyse de leur ADN indique qu'elles sont différentes des bactéries vivant en surface, signe qu'il n'y a pas eu de contamination du lac. Ces bactéries laissent penser aux scientifiques que de la vie est possible ailleurs que sur Terre, notamment sur Mars qui comporte des glaciers et des volcans. Afin de mieux les étudier, elles sont ainsi cultivées en laboratoire dans les mêmes conditions d'obscurité, de température et de composition chimique que dans le lac.

Histoire vignette|Image satellite du Skeiðarársandur traversé par la rivière Skeiðará avec en haut le Skeiðarárjökull et en bas l'océan Atlantique, le Grímsvötn et le Vatnajökull (non visibles) sont situés plus au nord : c'est sur cette plaine que se déroule la majorité des jökulhlaups liés au Grímsvötn.

Comportement éruptif Le Grímsvötn est l'un des volcans les plus actifs d'Islande. Entre sa première éruption observée par les Scandinaves en et celle du au , plus de 70 se sont produites avec une moyenne d'une éruption tous les dix ans au cours du . Avant ces observations par les hommes, au moins seize autres éruptions se sont produites sur ce volcan.

Les dates des éruptions antérieures à celle du , l'une des premières à être observées avec celles de et de , ne sont connues que par des analyses au carbone 14 ou par des carottages de glace. Ses éruptions les plus puissantes sont d'indice d'explosivité volcanique de 4. Il s'agit de celles du mois de au , du au mois d', du mois de au , la plus puissante à ce jour, et celle du au . Celle de 1783 à 1785 est toutefois particulière puisque l'éruption se manifeste au sud-ouest du Vatnajökull, via les Lakagígar, alors que les manifestations sous-glaciaires dans la caldeira du Grímsvötn sont de faible ampleur. Cette éruption qui s'est déroulée principalement aux Lakagígar constitue ainsi l'une des éruptions laviques les plus importantes des temps historiques. La fissure de de longueur rejette ainsi un volume de lave de qui forme des coulées atteignant une soixantaine de kilomètres de longueur. Ses conséquences sont majeures en Islande et de moindre ampleur dans l'hémisphère nord avec une baisse des températures entraînant des récoltes médiocres menant à des famines.

Le Grímsvötn connaît des cycles éruptifs de l'ordre de entrecoupés de périodes de repos de longueur équivalente. Ainsi, entre la fin du et les années 1930, le volcan enchaîne les éruptions dont l'indice d'explosivité volcanique varie de 1 à 4. Par la suite, pendant une bonne partie du , ses éruptions sont de faible ampleur, l'indice d'explosivité volcanique n'étant que de 0 et parfois 1. Avec celle du au et surtout à partir de celle de 1996, leur puissance augmente avec des indices d'explosivité volcanique variant entre 2 et 4.

Éruption de 1996