Biographie

 

David Johnston naît à l'hôpital de l'université de Chicago, dans l'Illinois, le 18 décembre 19492. Ses parents, Thomas et Alice Johnston, ont également une fille. La famille, qui vit à Hometown, déménage à Oak Lawn peu après sa naissance. Thomas est ingénieur dans une entreprise locale et sa femme est rédactrice pour un journal local. David prend souvent des photos pour le journal de sa mère et rédige des articles pour le journal de son école. Il ne se mariera jamais.


Johnston utilisant un spectromètre à corrélation au mont Saint Helens le 4 avril 1980 : cet appareil permet de mesurer l'intensité des radiations dans l'ultraviolet et ainsi de révéler la présence de dioxyde de soufre dans l'atmosphère.
Après ses études secondaires, David Johnston fréquente l'université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Il prévoit d'étudier le journalisme, mais il est découragé de cette voie après de mauvais résultats lors d'un exposé important. Il est alors intrigué par un cours d'introduction à la géologie et change sa matière principale pour celle-ci2. Son premier projet est une étude géologique de la roche précambrienne qui forme la péninsule supérieure du Michigan. Là, il enquête sur les restes d'un ancien volcan : une série de basaltes métamorphiques, un sill gabbroïque et une intrusion de gabbro et de diorite. Cette expérience est à l'origine de sa passion pour les volcans. Après avoir travaillé d'arrache-pied pour acquérir des connaissances sur le sujet2, il est diplômé avec les « plus hauts honneurs [...] » en 19714,5.
Johnston passe l'été qui suit dans le champ volcanique de San Juan, au Colorado, auprès du volcanologue Peter Lipman. Il y étudie deux caldeiras éteintes2,4. Ce travail devient la source d'inspiration pour la première phase de ses études supérieures à l'université de Washington à Seattle, au cours de laquelle il se concentre sur le complexe volcanique d'andésites remontant à l'Oligocène du chaînon Cimmaron, dans l'ouest du champ volcanique de San Juan4,6. La reconstitution de l'histoire éruptive de ces volcans éteints prépare Johnston à l'étude des volcans actifs4. Il les côtoie pour la première fois lors d'un relevé géophysique de l'Augustine, en Alaska, au cours de l'année 1975. Lorsque la montagne entre en éruption en 1976, Johnston se hâte de retourner sur les lieux : il s'affranchit alors de son travail sur la chaîne de volcans Cimmaron en rédigeant un mémoire de maîtrise, pour ensuite se consacrer pleinement à l'Augustine, en faisant du volcan le centre de sa thèse de doctorat qu'il obtient en 1978. Il y montre en particulier que le processus de dépôt des flux pyroclastiques (nuée ardente) de l'Augustine a changé au fil du temps, au fur et à mesure que leur charge en particules de ponce diminuait, que la teneur en eau, en chlore et en soufre des magmas est particulièrement élevée et que des éruptions ont probablement été déclenchées par le mélange souterrain de magmas visqueux felsiques avec des magmas moins mafiques. Johnston frôle d'ailleurs la mort sur l'Augustine le jour où il reste bloqué sur la montagne lors d'une éruption, après que de forts vents eurent empêché son évacuation par avion7.
Au cours des étés 1978 et 1979, Johnston conduit des études sur la couche d'ignimbrites qui s'est formée en 1912 lors de l'éruption explosive du Novarupta dans la vallée des Dix Mille Fumées4. Les gaz volcaniques jouant un rôle très important dans le processus des éruptions volcaniques explosives, Johnston s'attache à l'analyse minutieuse des espèces volatiles magmatiques. Pour cela, il étudie les inclusions au sein des phénocristaux piégés dans les laves, qui fournissent des informations précieuses sur les gaz présents lors des éruptions passées, ou encore les émissions gazeuses des fumerolles encore actives. Johnston se montre très habile à la collecte d'échantillons et maîtrise parfaitement leurs différentes techniques d'analyse, entre autres la spectrométrie de masse et la chromatographie en phase gazeuse. Son travail sur le mont Katmai et d'autres volcans entourant la vallée des Dix Mille Fumées comme le mont Mageik ouvre la voie à sa carrière. Ses collègues se déclarent impressionnés par son « agilité, [son] courage, [sa] patience et [sa] détermination au beau milieu des fumerolles qui fusent dans le cratère du mont Mageik »4.
Plus tard en 1978, Johnston rejoint l'United States Geological Survey (USGS) et surveille les niveaux d'émissions de gaz volcaniques de l'arc volcanique des Cascades et de l'arc des Aléoutiennes. Là, il contribue à renforcer la théorie selon laquelle les éruptions peuvent être, dans une certaine mesure, prédites par des changements dans la composition des gaz volcaniques8. Le volcanologue Wes Hildreth dira de Johnston : « À mon avis, le souhait le plus cher de [David] était que le contrôle systématique des émissions de fumerolles puisse permettre la détection de changements qui constitueraient, de façon caractéristique, les signes avant-coureurs d'une éruption... [David] voulait élaborer un modèle général du comportement des composés volatils magmatiques avant que l'explosion se produise et développer une échelle d'évaluation des risques en corollaire »4. À l'USGS, Johnston évalue également le potentiel d'énergie géothermique aux Açores et au Portugal continental. Dans la dernière année de sa vie, Johnston développe un intérêt pour les effets sur la santé, l'agriculture et l'environnement des émissions volcaniques et anthropiques dans l'atmosphère4.
Johnston réside alors à Menlo Park, en Californie, où se situe une branche de l'USGS, mais son travail sur les volcans l'entraîne à divers endroits de la région du Nord-Ouest Pacifique. Lorsque le premier tremblement de terre secoue le mont Saint Helens le 16 mars 1980, Johnston se trouve à l'université de Washington où il a mené son doctorat. Intrigué par l'avènement possible d'une éruption, il contacte Stephen Malone, professeur de géologie à l'université. Malone, son ancien mentor lorsqu'il étudiait le complexe volcanique de San Juan dans le Colorado, est un grand admirateur de son travail2. Il envoie alors très rapidement Johnston près du volcan en lui demandant d'escorter des journalistes attirés par l'événement9. Johnston, qui est le premier géologue parvenu sur les lieux4, devient rapidement un meneur au sein de l'équipe de l'USGS, prenant notamment en charge la surveillance des émissions de gaz volcaniques9.