Origines du phénomène

Chaque événement qui entraîne un déplacement significatif du plancher océanique cause aussi le déplacement d’un volume d’eau équivalent, qui peut donner naissance à un tsunami. Bien qu’ils soient généralement associés aux séismes, les tsunamis peuvent aussi être déclenchés par de nombreux autres types de phénomènes, incluant les glissements de terrain sous-marins ou terrestres, les éruptions volcaniques sous-marines et terrestres, les explosions et même les impacts des bolides (ex. astéroïde, météore, comète) (Clague, 2001; Paine, 1999).

La majorité des tsunamis ayant eu un impact plus ou moins fort et sur une grande région ont été générés par des séismes (Roger, 2011 ; Synokis, 2004 ; Satake et Tanioka, 1999). La plupart des séismes sont provoqués par des mouvements le long des failles associées aux frontières des plaques lithosphériques sur l’asthénosphère. Souvent, ces séismes ont lieu dans les zones de subduction, à faibles profondeurs (moins de 70km), lieux où la plaque océanique s’enfonce sous la plaque continentale (Figure 3).

Les importantes forces de compressions présentes entre les différentes plaques, permettent à la couche terrestre d’emmagasiner de l’énergie. Au cours d’une rupture sismique celle-ci se libère et est transmise au fond de l’océan.

Toutefois, seuls les séismes dont le foyer et la surface de rupture de la faille sont situés sous l’océan, et créant une perturbation verticale (normale ou inverse) de la surface de l’eau sur une grande surface sont à l’origine de tsunami. En effet, d’important séismes en océan mais non dirigés selon la verticale ne provoquent pas de tsunami.

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L'océan est considéré comme une mince couche se mettant en mouvement sur l'ensemble de son épaisseur. Cette déformation est considérée comme instantanée car la vitesse de rupture de la faille est environ dix fois supérieure à la vitesse de propagation des ondes.

a b

Figure 3.Initiation d'un tsunami d’origine sismique dans un contexte de subduction. (a. avant le séisme ; b. pendant le séisme)

(http://www.scribd.com/doc/100662840/Tsunami-Eth-YUEN, 2012)

Les glissements de terrainsous-marins ou aériens, s’ils sont suffisamment volumineux sont susceptibles, autant que les mouvements co-sismiques, de générer des tsunamis.

Les glissements de terrain tsunamigéniques sont souvent associés aux séismes ou aux éruptions volcaniques, mais pas toujours. Le plus souvent, les tsunamis sont déclenchés le long des parois de canyons sous-marins, dont les flancs s’écroulent de temps à autres.

Les tsunamis résultant de glissements de terrain peuvent être très destructeurs, mais ils sont limités géographiquement. En effet, si la déformation verticale peut dépasser quelques dizaines de mètres, les dimensions horizontales impliquées (de quelques centaines de mètres en général) excèdent rarement la dizaine de kilomètres, et de ce fait les vagues du tsunami sont relativement de courte longueur d’onde.

En 1998, un événement catastrophique a amené les scientifiques à porter attention aux tsunamis générés par des glissements de terrain sous-marin. Le soir du vendredi 17 juillet 1998, environ 20 minutes après un fort séisme régional, trois vagues importantes ont inondé la côte d’Aitape en Papouasie-Nouvelle-Guinée.

Des vagues d’une hauteur de 10 à 15 m ont complètement détruit trois villages, à un point tel qu’il n’en restait presque plus de trace. Quelque 2200 personnes ont perdu la vie, 1000 ont été grièvement blessées, tandis que 10 000 personnes ont perdu leur foyer (International Tsunami Survey Team, 1998).

Au départ, les experts ne comprenaient pas que de si grandes vagues puissent être produites par un séisme modéré (de magnitude 7,1) et que la vague soit si concentrée, la majeure partie

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de son énergie étant dirigée vers un secteur étroit de la côte. Après des enquêtes approfondies à la suite de l’événement, la plupart des scientifiques croient maintenant que le tsunami a été causé par un glissement de terrain ou un affaissement sous-marin, qui avait vraisemblablement été déclenché par le premier séisme. Cette constatation a alerté les communautés du monde entier de la possibilité que des tsunamis catastrophiques puissent être déclenchés par un mouvement de masse gravitaire sous-marin, et ce, même sans qu’il y ait rupture de faille (International Tsunami Survey Team, 1998).

Bien que rares, les tsunamis déclenchés par les volcanssont parmi les plus spectaculaires. En 1490 avant J.-C., l’éruption et l’effondrement du volcan Santorin, au large de la côte sud-est de la Grèce, ont engendré un tsunami qui a décimé la majeure partie des colonies minoennes de la mer Égée. On spécule que la légende de l’Atlantide pourrait bien être basée sur ce désastre. Plus récemment, le 26 août 1883, une des plus importantes éruptions volcaniques de l’histoire est survenue en Indonésie, entraînant l’effondrement du cratère de Krakatoa et la formation de vagues de tsunami d’une hauteur de 40 m. Quelque 300 villes et villages ont été détruits, causant la mort de près de 40 000 personnes sur les îles de Java et de Sumatra (COI/UNESCO, 2001).

Les tsunamis générés par des chutes de météoritessont les plus rares : leur taille devant être suffisamment importante pour résister à l’entrée dans l’atmosphère terrestre, ils sont de loin les plus dévastateurs (Weiss et Wünnemann, 2007 ; Sahal, 2011). Aucun exemple n’a été vécu (heureusement) à ce jour, mais de nombreux cratères témoignent d’impacts ayant pu générer des tsunamis il y a 65 Millions d’années dans la péninsule du Mexique, à la fin du crétacé (Branlard, 2005).

Les météo-tsunamis sont des vagues océaniques semblables à celles d’un tsunami dues à l’avancée rapide d’un front de pression atmosphérique qui se déplace au-dessus d’eaux peu profondes à peu près à la même vitesse que les vagues, ce qui en permet le couplage. Ce phénomène est assez bien connu et présent de manière récurrente dans certaines régions du monde (Baléares, Mer Adriatique, Japon, etc) (Roger, 2011).

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