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Les rochers côtiers limitent les tsunamis préhistoriques


Les tremblements de terre et les tsunamis façonnent l’histoire et l’ont fait bien avant les documents écrits et oraux. Pour remonter plus loin dans le temps, les scientifiques doivent trouver des moyens créatifs de découvrir des détails sur les événements sismiques passés. Dans une étude récente, Kenta Minamidate, doctorant à l’Université de Tohoku, et ses coauteurs ont trouvé un moyen unique d’utiliser les dépôts de rochers le long des rives océaniques de l’île de Kudaka à Okinawa au Japon pour limiter l’histoire du tsunami dans la région. Ces informations pourraient aider les chercheurs à créer une description plus complète de l’histoire sismique de la région – y compris les plus grands tsunamis associés – ce qui aiderait les gens à se préparer plus adéquatement aux futurs tremblements de terre et aux dangers associés.

Littoral de l’île de Kudaka. Crédit : Nesnad (CC BY-SA 3.0), via Wikimedia Commons

rochers le long du rivage

Des rochers de la taille d’un phoque adulte ou plus gros s’amassent sur le sable en bord de mer le long de la côte pacifique de Kudaka. Cependant, ce ne sont pas des roches ordinaires, dit Minamidate. « Ils sont comme des bouteilles de message qui se sont échouées. » De tels rochers peuvent reposer sur les plages pendant des siècles, cachant des indices sur la façon dont ils sont arrivés sur le rivage et sur ce qui s’est passé dans la région depuis.

Les rochers côtiers de l’île de Kudaka ont été déposés par de grandes vagues de typhons, il y a environ 3 500 ans, selon des études antérieures qui ont soigneusement analysé la taille, les caractéristiques superficielles et les positions des rochers. Les scientifiques savent qu’aucun autre événement plus fort ne s’est produit depuis. Si c’était le cas, les rochers auraient été déplacés ailleurs.

Les rochers côtiers limitent les tsunamis préhistoriques

Légende : Vue aérienne de l’île de Kudaka. Crédit : Autorité de l’information géospatiale du Japon (Open Access), via Wikimedia Commons

Bien qu’ils n’aient pas été déposés par un tsunami, les rochers ont permis aux chercheurs d’estimer la taille maximale de toute vague de tsunami qui s’était produite après leur placement, en partie parce qu’aucun autre rocher de taille similaire n’a été trouvé plus à l’intérieur des terres. Parmi les multiples scénarios possibles pour l’île de Kudaka, Minamidate et ses collègues ont découvert que le plus grand tsunami depuis que les rochers ont atterri sur cette plage n’aurait pas pu produire des niveaux d’eau supérieurs à 7,2 pieds (2,2 mètres), ni balayé le rivage à plus de 3,35 milles. par heure (1,5 mètre par seconde). Au-dessus de ces limites, les rochers auraient été emportés plus loin sur le rivage ou au large.

L’île de Kudaka se trouve près de la fosse Ryukyu au Japon, où la plaque philippine plonge sous la plaque eurasienne, entraînant des tremblements de terre périodiques de mégathrust qui peuvent produire de grands tsunamis. Depuis l’emplacement du rocher, aucun tremblement de terre de magnitude supérieure à 8,2 n’aurait pu frapper la région, selon les calculs des chercheurs, et aucun tremblement de terre n’aurait pu produire plus de 1,9 mètre (6,2 pieds) de mouvement, ou « glissement », sur les failles voisines.

Les chercheurs ont simulé différents scénarios de tremblement de terre pour évaluer leur probabilité depuis que les rochers ont été déposés. Dans une simulation, les chercheurs ont testé si un grand tremblement de terre lointain aurait pu se produire. Si un tel événement avait frappé à 120 kilomètres au nord de l’île de Kudaka, le glissement le long de la faille nécessaire pour déplacer les rochers serait d’environ 13 pieds (4 mètres). Étant donné que cette quantité de glissement dépasse les limites calculées par les chercheurs pour les rochers, ils pensent qu’aucun tremblement de terre de ce type ne s’est produit depuis que les rochers ont élu domicile, il y a tout au plus 3 500 ans.

Regarder vers l’avenir

À l’âge de quatorze ans, qui a vécu le tremblement de terre et le tsunami de magnitude 9,1 du Grand Tohoku qui ont frappé le Japon en 2011, Minamidate a été obligé de mener des recherches qui aideraient à réduire les dommages causés par de telles catastrophes. Connaître le plus grand tremblement de terre historique d’une région – en particulier une région sujette à des tremblements de terre massifs de zone de subduction – aide les ingénieurs en structure à concevoir des bâtiments et des infrastructures pour résister aux dommages d’un tel tremblement de terre et aide les responsables des urgences à planifier les futurs tremblements de terre. La méthodologie développée sur les rochers de Kudaka pourrait être appliquée dans d’autres régions sujettes aux tremblements de terre dans le monde. Minamidate affirme que cette étude sert son objectif de longue date de contribuer à l’évaluation et à la réduction des risques sismiques.

Les rochers côtiers limitent les tsunamis préhistoriques
Le tremblement de terre de magnitude 9,1 de 2011 à Tohoku a détruit des régions le long de la côte pacifique japonaise. Crédit : Kuha455405 (CC BY-SA 3.0), via Wikimedia Commons

Cependant, cette méthode a ses limites. Tout d’abord, Minamidate et ses collègues n’ont examiné que les rochers dérivés de la tempête, qui doivent se trouver sur un terrain plat pour s’assurer que rien ne les retient immobiles, comme une falaise qui pourrait empêcher les rochers de se déplacer à l’intérieur des terres. De plus, les rochers doivent avoir résidé sur la plage plate pendant une longue période – au moins des décennies – afin de révéler des informations sur les événements sismiques passés. Les rochers placés par une tempête récente ne peuvent donner que des détails sur les événements les plus récents.

Étant donné que cette analyse se rapporte à des simulations informatiques de ce qui pourrait maintenir les rochers en place, des limites existent quant à la sélection des paramètres du modèle. Par exemple, sous-estimer l’énergie totale libérée par un séisme simulé sous-estimerait la magnitude maximale du séisme pour la région.

Pourtant, cette étude constitue un «outil précieux dans la boîte à outils», déclare Andrew Kennedy, ingénieur civil à l’Université de Notre Dame. Kennedy dit qu’à mesure que les limites fondamentales sont abordées – comme là où les rochers existent même – les recherches futures continueront de s’améliorer. Actuellement, Minamidate s’attaque à certaines de ces limitations en sondant des rochers sur les îles Ryukyu. À l’avenir, les scientifiques pourraient découvrir des événements passés, un gisement de rochers à la fois.

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