Causes des tsunamis
A travers les
temps et grâce aux nombreux écrits laissés par le passé, les scientifiques ont
déterminés plusieurs causes qui provoqueraient un tsunami : les séismes
sous-marins sont la cause primaire, mais des glissement de terrains, des
volcans sous-marins, des conditions métérologiques spécifiques, et même des
astéroides pourraient en causé un.
La cause précise d’un tsunami est un déplacement vertical assez puissant d’eau.
La cause précise d’un tsunami est un déplacement vertical assez puissant d’eau.
Les séismes
Grâce à notre étude de cas sur le tsunami de 2004, nous pouvons déterminer que les séismes sont une des causes principales de phénomène et que la vague en résultant est d’autant plus meurtrière. En effet, la plupart des tsunamis sont générés par de fortes activités sismiques. Cependant, malgré les 15000 séismes enregistrés entre 1861 et 1948, seulement 124 tsunamis ont été produits. Cette rareté des tsunamis s’explique par le fait que la magnitude d’un séisme doit généralement dépassé les 6.5 (sur l’échelle de Richter) pour crée une vague. Pourtant certains tsunamis sont formés par des séismes de magnitude de moins de 6,5. Dans ces cas là, il est possible que d’autres facteurs sont rentrés en compte comme la présence d’un glissement de terrain, résultat du tremblement de terre. Il est aussi important de noter qu’un séisme sous-marin a beaucoup plus de chance de créer un tsunami qu’un séisme continental pour des raisons évidentes.
Pour créé un tsunami, il faut que le séisme sous-marin soit de faible profondeur et qu’il ait une magnitude suffisante pour déplacer une quantité considérable d’eau. La cause typique d’un séisme est une accumulation de contraintes à chaque coté d'une faille. Quand la force devient trop grande, une rupture abrupte se produit et c’est cela qui cause un tsunami. (voir animation: http://www.youtube.com/watch?v=zA1wKF6zGoI) Cette animation montre un cas de rupture très fréquent lors de la formation d'un tsunami.
Il existe trois types de failles qui peuvent causer un tsunami : faille normale, faille inverse ayant un angle de moins de 45 degrés (typiquement les zones de subduction) et les décrochements. Dans le cas du tsunami de 2004, c’était une rupture au niveau de la zone de subduction des plaques indienne et birmane, donc une faille inverse.
Pour créé un tsunami, il faut que le séisme sous-marin soit de faible profondeur et qu’il ait une magnitude suffisante pour déplacer une quantité considérable d’eau. La cause typique d’un séisme est une accumulation de contraintes à chaque coté d'une faille. Quand la force devient trop grande, une rupture abrupte se produit et c’est cela qui cause un tsunami. (voir animation: http://www.youtube.com/watch?v=zA1wKF6zGoI) Cette animation montre un cas de rupture très fréquent lors de la formation d'un tsunami.
Il existe trois types de failles qui peuvent causer un tsunami : faille normale, faille inverse ayant un angle de moins de 45 degrés (typiquement les zones de subduction) et les décrochements. Dans le cas du tsunami de 2004, c’était une rupture au niveau de la zone de subduction des plaques indienne et birmane, donc une faille inverse.
Les différents types de failles
On note immédiatement que les failles normales et inverses ont un plus grand potentiel pour la création de tsunami puisque que le décrochement ne déplacerait pas l’eau verticalement. Cependant les failles ne sont pas non plus les types de failles qui génèrent le plus facilement des tsunamis puisque le soulèvement tectonique, c’est-à-dire le soulèvement de la plaque, est annulé par la subsidence, c’est-à-dire l’affaissement de la plaque. Ainsi, ce sont les failles inverses de moins de 45 degrés qui sont le plus sujet à créer un tsunami, donc les zones de subduction.
Ces zones de subduction ont généralement un angle d’inclinaison de 9 à 25 degrés. Néanmoins les tsunamis ayant un run-up (cette notion sera discutée plus particulièrement dans la partie des caractéristiques des tsunami) plus grand que ceux associés à des failles ayant un angle d’environ 20 à 30 degrés. On note donc que plus le déplacement est vertical, plus le tsunami sera puissant.
De plus, il existe une relation entre la vitesse de la rupture et la direction des ondes sismiques. Les scientifiques ont remarqués que les ondes des tsunamis se propagent généralement à un angle droit de la rupture, donc les côtes parallèles à cette rupture reçoivent ces tsunamis de plein fouet. C’est cette raison qui explique pourquoi Hawaï et la Polynésie française sont tant affectés par ce phénomène. En effet, dans l’océan Pacifique , la rupture se produit parallèlement aux côtes de ces îles. Cela explique aussi pourquoi les côtes Est de l’Inde et du Sri Lanka lors du tsunami de 2004, ont été fortement touché : elles étaient parallèles à la faille produite.
D’autre part, en compilant plusieurs données de séismes-tsunami, on recherche à lier le run-up d’un tsunami à la magnitude d’un séisme, dans des buts de prévention. En effet certaines régions sujet aux tsunamis, démontrent des run-up de tsunami plus ou moins constant au cours de l’histoire, dépendemment de la magnitude.
(voir page 140 de Tsunami, Underrated Hazard pour les formules)
Ces zones de subduction ont généralement un angle d’inclinaison de 9 à 25 degrés. Néanmoins les tsunamis ayant un run-up (cette notion sera discutée plus particulièrement dans la partie des caractéristiques des tsunami) plus grand que ceux associés à des failles ayant un angle d’environ 20 à 30 degrés. On note donc que plus le déplacement est vertical, plus le tsunami sera puissant.
De plus, il existe une relation entre la vitesse de la rupture et la direction des ondes sismiques. Les scientifiques ont remarqués que les ondes des tsunamis se propagent généralement à un angle droit de la rupture, donc les côtes parallèles à cette rupture reçoivent ces tsunamis de plein fouet. C’est cette raison qui explique pourquoi Hawaï et la Polynésie française sont tant affectés par ce phénomène. En effet, dans l’océan Pacifique , la rupture se produit parallèlement aux côtes de ces îles. Cela explique aussi pourquoi les côtes Est de l’Inde et du Sri Lanka lors du tsunami de 2004, ont été fortement touché : elles étaient parallèles à la faille produite.
D’autre part, en compilant plusieurs données de séismes-tsunami, on recherche à lier le run-up d’un tsunami à la magnitude d’un séisme, dans des buts de prévention. En effet certaines régions sujet aux tsunamis, démontrent des run-up de tsunami plus ou moins constant au cours de l’histoire, dépendemment de la magnitude.
(voir page 140 de Tsunami, Underrated Hazard pour les formules)
Les glissements de terrain sous-marins
Dans la partie précédente, nous avons mentionné les tsunamis causés par des séismes de magnitude minime: ce sont des évènements anormaux. On rappelle donc q’un des facteurs possibles dans ces phénomènes sont les glissements de terrains. En effet, nombreux sont les glissements de terrains causés par des séismes.
Le nombre de tsunamis ayant pour origine les glissements de terrain est minime mais existant. Certains de ces glissements peuvent même être dû à des activités sismiques. Ainsi les régions entourant une pente continentale abrupte sont soumise à des risques de glissements de terrains et donc de tsunamis. On retrouve ces pentes abruptes sur les côtés des fosses océaniques, autour des volcans sous-marins… Cependant du fait de la difficulté à détecter ces évènements, les glissements de terre sous-marins ont été considérés comme une cause mineure des tsunamis.
Le nombre de tsunamis ayant pour origine les glissements de terrain est minime mais existant. Certains de ces glissements peuvent même être dû à des activités sismiques. Ainsi les régions entourant une pente continentale abrupte sont soumise à des risques de glissements de terrains et donc de tsunamis. On retrouve ces pentes abruptes sur les côtés des fosses océaniques, autour des volcans sous-marins… Cependant du fait de la difficulté à détecter ces évènements, les glissements de terre sous-marins ont été considérés comme une cause mineure des tsunamis.
Cependant, à la suite des évènements du 17 juillet 1998, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, l’intérêt des chercheurs dans ce mécanisme de déclenchement a été renouvelé. Ce tsunami particulier a fait réalisé que d’importants glissements de terrains, ou une fusion de plusieurs petits glissements de terrains, ont le potentiel de déplacer de larges quantités d’eau et ainsi de créer un tsunami. |
Lorsqu'un glissement de terrain se produit, il déplace une large quantité de matière dans l'eau, ce qui la pousse vers le haut et vers l'avant. On constate un mouvement vertical de l'eau. Si la quantité de matière est suffisante alors un tsunami se forme. Des découvertes géologiques ont prouvés l’existence de glissements de terrain sous-marins qui impliqueraient jusqu’à 20 000 km3 de matière.
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Dans ces cas là, les tsunamis qui en résulteraient seraient évidemment plus larges et dévastateurs que les tsunamis d’origine sismique. Tout comme les séismes, la puissance d’un tsunami dépend de la quantité de matière impliquée, l’angle du glissement, la hauteur de la pente etc…
Il existe par contre une différence majeure entre les séismes-tsunami et ceux produits par les glissements de terrains sous-marins : la vitesse et la direction. En effet, un glissement de terrain a souvent une direction plus «concentrée», c’est-à-dire que le tsunami ne se propage pas dans tous les sens. De plus, le tsunami prend plus de temps à se former lorsqu’il est produit par un glissement de terrain puisque la plupart d’entre eux accélèrent lorsqu’ils atteignent le fond.
Il existe par contre une différence majeure entre les séismes-tsunami et ceux produits par les glissements de terrains sous-marins : la vitesse et la direction. En effet, un glissement de terrain a souvent une direction plus «concentrée», c’est-à-dire que le tsunami ne se propage pas dans tous les sens. De plus, le tsunami prend plus de temps à se former lorsqu’il est produit par un glissement de terrain puisque la plupart d’entre eux accélèrent lorsqu’ils atteignent le fond.
Les volcans sous-marins
Une autre cause possible pour la création d’un tsunami est l’activité volcanique. Cependant, une éruption volcanique ne signifie pas nécessairement la création de tsunami, principalement parce que le volcan doit se trouver dans l’océan ou dans l’eau. Pour justifier cela, l’éruption volcanique la plus dévastatrice du dernier millénaire, qui est celle de Tambora en 1815, n’a soulevé qu’un tsunami local de 2 à 4 mètres. La raison étant parce que Tambora repose 15 km dans les terres. En contraste, l’éruption de Krakatau, comme précédemment étudiée, aurait produit des vagues dépassant les 40 mètres.
Il existe de nombreuses raisons pour le déclenchement de tsunami après une éruption volcanique (ou même lorsqu’il n’y a pas d’activité volcanique, par exemple un glissement de terrain sur les pentes du volcans inactifs) :
Il existe de nombreuses raisons pour le déclenchement de tsunami après une éruption volcanique (ou même lorsqu’il n’y a pas d’activité volcanique, par exemple un glissement de terrain sur les pentes du volcans inactifs) :
- Un séisme peut être déclencher par l’éruption et donc peut créer un tsunami.
- Les nuées ardentes d’un volcan, en redescendant dans l’océan, peuvent créer un tsunami. C’est de cette manière que l’éruption du Krakatau a formé un tsunami. C’est aussi cela qui a permis au Tambora de créer un tsunami de 2-4 mètres malgré le fait qu’il soit sur terre. - Les éruptions sous-marines à moins de 500 mètres de profondeur et ayant une puissance suffisante, peuvent créer un tsunami. Si l’éruption est à plus de 500 mètres, le poids et le volume de l’eau ne permet pas la création de vagues. - Des calderas, comme lors de l’éruption du Krakatau, peuvent entrainer un déplacement d’eau suffisant pour générer un tsunami. - Une accumulation de matière sur les parois du volcans et cela résulte en un glissement de terrain. |
Les astéroïdes
Même si seulement quelques évènement historique impliquant un tsunami causé par l’impact d’un astéroïde n’ont été enregistré, cela n’élimine pas la possibilité de cette menace. L’une des seules fois qu’un tel fait s’est produit était lors de l’impact de la météorite Chicxulub, il y a 65 millions d’années. Un autre serait celui de Mahuika qui toucha supposément la Terre autour de l’année 1400. Ces évènements ne sont cependant pas certains et la probabilité qu’un évènement de ce genre se produise dans les 50 prochaines années est moins de 1%.
Pour cette raison là, ainsi que du fait de la presque inexistance de faits historiques, nous n’allons pas plonger plus loin dans ce domaine. Le principe reste tout de même similaire à celui d'un glissement de terrain: une large quantité de matière entre en contact avec l'eau à une vitesse considérable. Cela déplace l'eau et un tsunami se forme.
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