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L'origine des tsunamis

Dossier - Qu'est-ce qu'un tsunami ?
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C.I.I.T.

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Le phénomène que nous appelons "Tsunami" est une série de vagues de période extrêmement longue se propageant à travers l'océan, générées par des mouvements du sol dus essentiellement à des séismes sous-marins.

  
DossiersQu'est-ce qu'un tsunami ?
 

Les tsunamis, dénommés parfois vagues sismiques océaniques ou incorrectement raz-de-marée sont générés principalement par des séismes, parfois par des glissements de terrains sous-marins, plus rarement par des éruptions volcaniques et exceptionnellement par l'impact d'un gros météorite dans l'océan. Les éruptions volcaniques sous-marines peuvent produire des vagues de tsunami vraiment impressionnantes. La grande éruption du volcan Krakatoa en 1883 a généré des vagues géantes atteignant 40 mètres au-dessus du niveau de la mer, tuant des milliers de personnes et dévastant de nombreux villages côtiers.

Toutes les régions océaniques de monde peuvent être touchées par les tsunamis, mais la probabilité de tsunami important et destructeur dans l'Océan Pacifique et ses mers voisines est beaucoup plus forte en raison de nombreux forts séismes qui se produisent le long des côtes de l'Océan Pacifique.

A - Tectonique des plaques

La théorie de la tectonique des plaques est basée sur un modèle de la terre caractérisé par un petit nombre de plaques lithosphériques rigides, de 70 à 250 km d'épaisseur, qui flottent sur une sous-couche visqueuse appelée asthénosphère.

Localisation des séismes aux différents types de frontière de plaque.

Ces plaques, qui recouvrent la totalité de la terre et comprennent aussi bien les continents que les fonds sous-marins, sont en mouvement relatif les unes par rapport aux autres. Les vitesses de déplacement dépassent en général plusieurs cms par an. La région où deux plaques sont en contact est applée "frontière de plaque" et la façon dont une plaque bouge par rapport à l'autre détermine le type de frontière : l'expansion, lorsque les 2 plaques se rencontrent et que l'une glisse sous l'autre ; et la faille transformante, lorsque les 2 plaques glissent horizontalement. Les zones de subduction sont caractérisées par des fosses océaniques profondes. Les îles volcaniques ou les chaînes de montagnes volcaniques associées à toutes les zones de subduction autour du Pacifique sont parfois appelées "la Ceinture de Feu du Pacifique."

B - Séismes et tsunamis

Un séisme peut être provoqué par l'activité volcanique, mais la plupart d'entre eux sont produits par des mouvements le long des zones de rupture associées aux frontières de plaque. La plupart des grands séismes, représentant 80% de l'énergie totale des séismes, ont lieu dans les zones de subduction où une plaque océanique glisse sous une plaque continentale ou sous une autre plaque océanique plus récente.

Tous les séismes ne provoquent pas de tsunami. Pour générer un tsunami, le foyer et la surface de rupture de la faille doivent être situés sous l'océan ou proche de la côte, et le séisme doit créer un mouvement vertical (pouvant atteindre plusieurs mètres) de la surface de l'eau sur une grande surface (jusqu'à 100 000 km2). Les séismes à foyer peu profond (profondeur inférieure à 70 kilomètres) situés le long des zones de subduction sont responsables de tsunamis destructeurs. L'amplitude du mouvement horizontal et vertical du fond de l'océan, la surface de rupture de la faille, l'apparition simultanée d'un effondrement sous-marin dû au séisme et l'efficacité avec laquelle l'énergie est transférée de la couche terrestre au fond de l'océan sont tous des facteurs de mécanisme de la génération des tsunamis.

C - Les tsunamis "Earthquake"

Le 2 septembre 1992, les habitants de la côte du Nicaragua ont faiblement ressenti un tremblement de terre. Sa magnitude mb (ondes de volume) était de seulement 5.3, et son intensité, la force du tremblement sur une échelle allant de I et XII, fut en général égale à II le long de la côte, et atteignit III à quelques endroits seulement. 40 à 70 minutes après le séisme, un tsunami a atteint les côtes du Nicaragua avec des amplitudes de 4 mètres au-dessus du niveau normal de la mer à plusieurs endroits et une altitude maximale de 10,7 mètres. Les vagues ont déferlé sur les côtes en surprenant totalement les habitants, entraînant plusieurs victimes et occasionnant des dommages matériels considérables.

Ce tsunami a été généré par un "tsunami earthquake," c'est-à-dire un séisme qui produit un tsunami anormalement puissant par rapport à la magnitude du séisme.

Les "tsunami earthquake" sont caractérisés par des foyers très peu profonds, des faille de quelques mètres et des surfaces de faille plus petites en comparasion à un séisme classique. Ce sont également des séismes lents avec un glissement le long de la faille en dessous du fond sous-marin plus lent que lors d'un séisme classique. La seule méthode pour reconnaître un "tsunami earthquake" est d'évaluer un paramètre appelé "moment sismique" grâce à l'utilisation d'ondes sismiques de très longues périodes).Deux autres tsunamis dévastateurs et meurtriers ayant pour origine un "tsunami earthquake" ont eu lieu à Java en Indonésie (le 2 juin 1994) et au Pérou (le 21 février 1996).

Le foyer d'un séisme est la zone où la rupture commence (entre quelques kilomètres et 700 kilomètres), et où la première onde sismique naît; les foyers sont localisés dans la lithosphère.

L'épicentre d'un séisme est le point de la surface terrestre directement au-dessus du foyer.

La magnitude est définie par le logarithme de l'amplitude maximum d'une des ondes sismiques (P, S, Rayleigh, ou Love) enregistrée par un sismographe.

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