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Les menaces de tsunami sont largement sous-estimées dans les modèles actuels


Une analyse des événements sismiques historiques par un scientifique de l’USC Dornsife aide à expliquer pourquoi de grands tsunamis se produisent encore après des tremblements de terre relativement petits.

Le tremblement de terre de Sumatra en 2004 a généré l’un des tsunamis les plus destructeurs jamais enregistrés, avec des vagues de 100 pieds qui ont tué près de 230 000 personnes et causé des dommages estimés à 10 milliards de dollars. Il a également inauguré une nouvelle compréhension selon laquelle les tsunamis puissants sont déclenchés par des ruptures de tremblement de terre peu profondes des lignes de faille sous-marines. Les futurs tsunamis seront probablement tout aussi graves, sinon pires, tuant potentiellement encore plus de personnes et anéantissant des communautés entières. Bien que les recherches actuelles indiquent que la profondeur de rupture est un facteur clé pour prédire la gravité des tsunamis, ces modèles ne parviennent pas à expliquer pourquoi de grands tsunamis se produisent encore après des séismes relativement petits.

Maintenant, les chercheurs de l’USC ont trouvé une corrélation entre la gravité du tsunami et la largeur du coin externe – la zone entre le plateau continental et les tranchées profondes où émergent les grands tsunamis – qui aide à expliquer comment les événements sismiques sous-marins génèrent de grands tsunamis. S’inspirant d’une enquête sur les tsunamis précédents, les auteurs ont analysé les données géophysiques, sismiques et bathymétriques des zones de subduction mondiales pour identifier et discuter des risques potentiels de tsunami.

Leur dernière étude a révélé que les modèles prédictifs actuels sous-estiment la gravité du tsunami jusqu’à 100 %. Les travaux sont publiés dans la revue Earth-Science Reviews.

Nous ne pouvons pas arrêter ce danger, nous devons donc atténuer ses effets.
– Sylvain Barbot, professeur agrégé USC Dornsife en sciences de la Terre

« Près de la moitié de la population humaine est côtière, ce qui rend notre population et nos infrastructures vulnérables aux risques sismiques et aux tsunamis », a déclaré Sylvain Barbot de l’USC, professeur agrégé de sciences de la Terre à l’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences et co-auteur du étude. « Pour maintenir nos moyens de subsistance et notre économie, nous devons nous protéger de ces dangers très violents qui sont relativement peu fréquents mais qui se produisent quand même. Nous ne pouvons pas arrêter ce danger, nous devons donc atténuer ses effets.

« Cela signifie avoir des plans d’évacuation en cas de tsunami et élaborer un plan de développement urbain pour éviter d’avoir des écoles et des hôpitaux dans les régions inondables. Il existe des mesures préventives que nous pouvons prendre pour nous protéger contre les tsunamis et les inondations à long terme, et notre étude fournit une description de la façon de définir la zone touchée par ces risques.

Menace de tsunami : largeur de la zone d’excitation fortement corrélée à la gravité

Pour développer leur nouveau modèle, Barbot et le co-auteur Qiang Qiu, maintenant à l’Institut d’océanologie de la mer de Chine méridionale sous l’Académie chinoise des sciences, ont analysé les paramètres structurels et tectoniques de près d’une douzaine de tsunamis mondiaux générés par des tremblements de terre. Variant en emplacement et en intensité, l’analyse a révélé que des tsunamis particulièrement importants émergent après le transfert du mouvement horizontal vers le soulèvement dans le coin externe des sédiments situé entre le plateau continental et la fosse océanique profonde. Les nombreuses failles et plis du coin externe des prismes d’accrétion redirigent efficacement le mouvement horizontal sous-océanique généré par les grands et géants tremblements de terre brisant des tranchées vers des tsunamis potentiellement dévastateurs.

« Nous pouvons très rapidement déterminer où et quelle est l’ampleur des tremblements de terre dans les zones de subduction », a déclaré Barbot. « S’ils sont assez peu profonds, nos résultats peuvent rapidement déterminer la hauteur du tsunami qu’ils peuvent générer. Cela peut aider à améliorer les stratégies d’atténuation à court terme déjà existantes pour les systèmes d’alerte précoce.

L’enquête sur les tsunamis générés par des tremblements de terre met en lumière une relation corrélative entre la largeur du coin externe et la force maximale du tsunami résultant de tremblements de terre mesurant 7,1 à 8,2 en magnitude de moment (Mw). Ce faisant, les chercheurs ont pu générer des estimations de la gravité future des tsunamis générés par une série d’événements sismiques.

Le Moyen-Orient, l’Alaska et le nord-ouest du Pacifique parmi les régions menacées par le tsunami

Les auteurs ont enquêté sur 30 autres zones de subduction actives. En utilisant la corrélation entre la largeur du biseau extérieur et les élans de tsunami, ils ont mis en lumière la menace posée par les tsunamis potentiels. Les auteurs ont identifié les zones de subduction du Makran occidental (Iran), des Aléoutiennes occidentales, des Petites Antilles, de Hikurangi (Nouvelle-Zélande) et de Cascadia comme ayant le potentiel de produire les plus fortes montées de tsunamis. Par exemple, la zone de subduction de Cascadia – située au large de la côte ouest des États-Unis près de l’Oregon et de Washington – pourrait subir des tsunamis de 160 pieds de haut à la suite d’un tremblement de terre majeur, soit le double de ce que prévoient les modèles actuels.

« La région qui devrait être la plus alerte à cela est l’Iran et le Pakistan », a déclaré Barbot. « Une grande partie de leur industrie et de leur population est située sur leur côte sud, ce qui les expose au plus grand danger potentiel de tsunami – peut-être jusqu’à 90 mètres [nearly 300 feet] en cas de séisme de 9,0 Mw. Cependant, la menace est presque aussi grave dans d’autres zones de subduction. Dans le nord-ouest du Pacifique, ils ont déjà mis en place des mesures d’atténuation des tsunamis, mais ils se préparent peut-être à une accélération plus faible que ce qui se produira.

Bien que ces découvertes expliquent mieux à quel point les tsunamis graves résultent d’événements sismiques peu profonds, les efforts futurs devraient intégrer l’imagerie tridimensionnelle du coin extérieur, selon les auteurs. La compréhension du cheminement du tremblement de terre au tsunami dépend de l’identification des contrôles structurels et rhéologiques qui transforment une rupture en un tremblement de terre de rupture de tranchée.

« Avec cette étude, nous avons pu trouver cette corrélation simplement parce que nous avons maintenant beaucoup de données », a déclaré Barbot. « C’est l’avantage du recul qui nous a permis de découvrir cette corrélation vraiment très simple. Il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas encore, donc cela nécessite des recherches plus détaillées, mais la relation entre la largeur du coin extérieur et la montée du tsunami est suffisamment claire pour pouvoir être extrapolée.

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