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Prévenir les tsunamis en repérant leur signature acoustique ?

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Le séisme de Tohoku du 11 mars 2011 a produit des ondes sonores sous-marines indiquant la création d'un tsunami, et même la hauteur de sa vague ! Grâce à cette découverte, un nouveau système d'alerte pourrait voir le jour. La population aurait alors plus de temps pour se mettre à l'abri.

La ville de Miyako, au Japon, a sévèrement été touchée lors du tsunami de mars 2011. Elle a été submergée par une vague de presque 38 m de haut. © jetalone, Flickr, cc by 2.0

Le 11 mars 2011, un séisme de magnitude 9,0 est survenu au large de la région de Tohoku, au niveau de la fosse océanique du Japon. Trente minutes plus tard, un puissant tsunami s'est abattu sur les côtes nippones, au nord-est de l'île. Le bilan est lourd : 15.800 morts, 2.600 disparus et 6.100 blessés, avec en prime la catastrophe nucléaire de Fukushima. Depuis, des chercheurs de tous horizons essaient de comprendre ce qui s'est passé dans la fosse, au cœur de la zone de subduction. Ils souhaitent notamment savoir comment une rupture géologique survenue en profondeur a pu remonter jusqu'à la surface de la croûte océanique, puis générer la poussée verticale qui a donné naissance à la vague.

Eric Dunham et Jeremy Kozdon, du Center for Computational Earth and Environmental Science (CEES) de Stanford (États-Unis), ont cherché des réponses en développant un modèle à haute résolution. Il intègre les caractéristiques géologiques de la fosse du Japon, et simule la propagation des ondes sismiques dans la croûte terrestre. Les deux scientifiques ont testé différents scénarios, jusqu'à ce que leur programme fournisse des données similaires à celles récoltées sur le terrain après le drame, notamment en ce qui concerne la montée du plancher océanique (la hauteur de la vague étant directement proportionnelle à ce mouvement). Cependant, ils ne se sont pas arrêtés là, puisque leur modèle a aussi recréé les ondes sonores émises dans l'eau le 11 mars 2011.

Leurs résultats ont été publiés dans le Bulletin of the Seismological Society of America (BSSA). Dans l'article, nous apprenons, entre autres, que le séisme de Tohoku a généré des ondes sonores trahissant la formation d’un tsunami et la hauteur de sa vague. L'existence d'un système d'alerte pouvant les détecter aurait sauvé de nombreuses vies.

Comment se forme un tsunami ? Quel est le fonctionnement du système d'alerte Dart ? Pour le savoir, parcourez l'animation. © Idé

L’amplitude du son liée à la hauteur de la vague

Les mouvements géologiques qui aboutissent à des déplacements de surface émettraient des ondes sonores de plus grande amplitude que les autres. Par ailleurs, l'importance de ce paramètre serait directement corrélée à la hauteur de la vague générée. Enfin, il faut savoir que ces sons se propagent dix fois plus rapidement que les tsunamis. Dans le cas du Japon, s'il avait existé un système pouvant les détecter sur la côte, la population aurait été prévenue du danger 15 à 20 minutes avant son arrivée.

Dans cette étude, le modèle a uniquement fourni des informations utilisables aux abords de la fosse du Japon, car la signature acoustique recherchée dépend notamment de la géologie du site surveillé. Cependant, de nouvelles simulations pourraient être lancées pour définir la nature des signaux annonciateurs pour d'autres régions « tsunamigéniques », et ainsi améliorer leurs systèmes d’alerte. Actuellement, les tsunamis sont notamment détectés par des balises flottantes qui réagissent uniquement au passage de la vague.

La découverte de signature acoustique est importante, mais elle ne sert à rien tant qu'un réseau d'hydrophones adéquat n'aura pas été mis en place. Mais à ce niveau-là, c'est aux autorités d'intervenir.

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