Un tsunami
Un tsunami est un événement complexe impliquant un groupe de vagues de haute énergie de taille variable quand un phénomène extraordinaire. Il déplace verticalement une grande masse d'eau. Ce type de vagues prélève une quantité d'eau bien supérieure aux vagues de surface produites par le vent.
La vague destructrice du tsunami :
Les tsunamis sont des ondes engendrées dans la mer par un phénomène de choc : séisme, tremblement de terre sous-marin, éruption volcanique, éboulement.
Généralités
Le tsunami est un raz de marée en océanologie et physique marine. Il provoque une onde marine de grande amplitude provoquée par un tremblement de terre sous-marin (90 % sont des tsunamis tectoniques) ou une éruption volcanique sous-marine. L'énergie d'un tsunami dépend de sa hauteur, de sa longueur d'onde et de la longueur de son front. L'énergie totale rejetée sur une zone côtière dépendra également du nombre de pics portés par le train d'ondes.
Il est courant qu'un tsunami parcourant de longues distances diminue la hauteur de ses vagues, mais il conservera toujours une vitesse déterminée par la profondeur à laquelle le tsunami se déplace. Normalement, dans le cas de tsunamis tectoniques, la hauteur de la vague de tsunami en eau profonde est de l'ordre de 1,0 mètre, mais la longueur d'onde peut atteindre quelques centaines de kilomètres. C'est ce qui permet que, même lorsque la hauteur en haute mer est très basse, cette hauteur croît brusquement en diminuant la profondeur, ce qui permet nécessairement, en diminuant la vitesse de la partie avant du tsunami, de croître en hauteur : énergie cinétique en énergie potentielle. De cette manière, un plan d'eau de quelques mètres de haut peut s'enfoncer dans les terres.
Ce phénomène de tsunami étant particulièrement important et dévastateur par subduction dans l'océan Pacifique, les états riverains ont constitué un système d'alerte basé sur un réseau de marégraphes et des transmissions radio appropriées. Les tsunamis sont classés dans les évènements cataclysmiques.
Termes et physique
Autrefois, le terme tsunami servait également à désigner les vagues produites par les ouragans et les tempêtes qui, comme les tsunamis, pouvaient pénétrer à l'intérieur des terres, mais il s'agissait toujours de vagues superficielles produites par le vent, bien qu'il s'agisse d'un vent exceptionnellement puissant.
Aucune ne doit être confondue avec la vague produite par la marée (même une très grande marée séculaire). C'est un phénomène régulier et beaucoup plus lent, même si dans certains endroits étroits et de fortes inégalités, de forts courants peuvent être générés, amenant des vagues de subduction.
Le tsunami ne doit pas être confondu avec une "onde de tempête" car il peut se propager à des milliers de kilomètres de son point d'origine et s'élever à plusieurs dizaines de mètres de hauteur lorsqu'il rencontre des eaux peu profondes. Très peu marquée au large, l'onde provoque des dégâts considérables en s'abattant sur le rivage avec une force fantastique. Elle est cause de nombre de catastrophes qui ont fait des milliers de victimes.
Schéma d'un tsunami :
Un tsunami est une série de vagues extrêmement longues provoquées par un déplacement important et soudain de l'océan, généralement le résultat d'un tremblement de terre sous ou près du fond de l'océan. La vitesse d'un tsunami est de plusieurs centaines de kilomètres à l'heure.
La plupart des tsunamis sont causés par de grands tremblements de terre sous la surface de l'eau. Pour qu'un tsunami survient, le fond marin doit être déplacé brusquement dans une direction verticale, de sorte qu'un grand volume d'eau de mer soit chassé de son équilibre normal. Lorsque cette masse d'eau tente de retrouver son équilibre, elle génère des vagues. La taille du tsunami sera déterminée par l'ampleur de la déformation verticale du fond marin, parmi d'autres paramètres tels que la profondeur du fond marin. Tous les tremblements de terre sous la surface de l'eau ne génèrent pas de raz-de-marée, mais seulement ceux de magnitude considérable avec un hypocentre à la profondeur appropriée.
Un tsunami tectonique produit sur un plancher océanique de 5 km de profondeur enlèvera toute la colonne d'eau du fond à la surface. Le déplacement vertical ne peut être que de quelques centimètres; mais si elle intervient à une profondeur suffisante, la vitesse sera très élevée et l'énergie transmise à la vague sera énorme. Même ainsi, en haute mer, la vague passe presque inaperçue, car elle est camouflée parmi les vagues superficielles. Cependant, ils se détachent dans le calme du fond marin qui est secoué dans toute sa profondeur.
La région la plus touchée par ce type de phénomène est l'océan Pacifique, car c'est la région la plus active de la planète, la ceinture de feu. C'est donc le seul océan doté d'un système d'alerte vraiment efficace.
Physique tectonique
Il n'y a pas de limite claire à la magnitude d'un séisme nécessaire pour générer un tsunami. Les facteurs déterminants de la survenue d'un tsunami sont la magnitude du séisme d'origine, la profondeur de l'hypocentre et la morphologie des plaques tectoniques impliquées. Cela signifie que, pour certaines régions de la planète, de grands séismes sont nécessaires pour générer un tsunami, alors que pour d'autres, ils suffisent pour qu'il y ait des séismes plus petits. En d'autres termes, la géologie locale, la magnitude et la profondeur focale font partie des éléments qui définissent l'apparition ou non d'un tsunami d'origine tectonique.
À des profondeurs typiques de 4 à 5 km, les vagues se déplaceront à une vitesse d'environ 600 km à l'heure ou plus. Son amplitude de surface ou hauteur de la crête H est peut-être petite, mais la masse d'eau qu'elles agitent est énorme et, par conséquent, sa vitesse est si grande; Et non seulement cela, car la distance entre les pics est également. Il est habituel que la longueur d'onde de la chaîne du tsunami soit 100 km, 200 km ou plus.
L'intervalle entre le pic et le pic (période des vagues) peut durer de moins de dix minutes à une demi-heure ou plus. Lorsque la vague pénètre sur le plateau continental, la diminution drastique de la profondeur entraîne une diminution de sa vitesse et commence à augmenter sa hauteur. Une fois sur la côte, la vitesse aura diminué d'environ 50 kilomètres à l'heure et la hauteur, de 3 à 30 m environ, en fonction du type de relief. La distance entre les crêtes (longueur d'onde) diminuera également près de la côte.
Avant son arrivée, la mer s'éloigne généralement de la côte à des distances variables, ce qui, dans le cas de fonds relativement plats, peut atteindre plusieurs centaines de mètres, à la manière d'une marée basse. À partir de ce moment, jusqu'à l'arrivée de la vague principale, le temps nécessaire à la houle pour atterrir peut prendre 5 à 10 minutes. Parfois, avant d'atteindre la chaîne principale du tsunami, ceux qui vont vraiment dévaster la région peuvent apparaître comme des "micro-marées montantes" d'avertissement. Cela s'est passé le 26 décembre 2004 sur les côtes du Sri Lanka où, quelques minutes avant l'arrivée de la forte vague, de petits raz-de-marée ont pénétré à une cinquantaine de mètres de la plage, semant la confusion parmi les baigneurs avant qu'ils ne soient frappés par la vague plus grand Selon des témoignages, "on a vu des marées basses et hautes rapides et successives, puis la mer s'est complètement retirée et seul le rugissement tonal de la grande vague qui allait venir" a été entendu.
Dans l'animation du tsunami de 2004 dans l'océan Indien, on peut observer à quel point la courbe se courbe aux extrémités et à quel point le Bangladesh subit à peine ses effets, tandis que le Sri Lanka, dans la direction de la zone centrale de la vague, la perçoit pleinement.
Étant donné que l'énergie des raz-de-marée tectoniques est presque constante, ils peuvent traverser les océans et toucher les côtes très éloignées du lieu de l'événement. La trajectoire des vagues peut être modifiée par les variations du relief abyssal, un phénomène qui n'existe pas avec les vagues de surface. Les raz-de-marée tectoniques, puisqu'ils existent en raison du déplacement vertical d'une faille, la vague qu'ils génèrent est habituellement quelque peu spéciale. Son front d'onde est rectiligne dans presque toute son extension. Aux extrémités seulement, l'énergie est diluée lors de la flexion. L'énergie est alors concentrée sur un front d'onde droit, ce qui signifie que les zones situées juste dans la direction de la faille sont relativement peu affectées, contrairement aux zones complètement balayées par la vague, bien que celles-ci ils sont beaucoup plus éloignés. C'est le front d'onde particulier qui fait perdre de l'énergie à la vague par simple dispersion géométrique, en particulier dans sa zone la plus centrale. Le phénomène s'apparente à une vague enrobée dans un canal ou une rivière. La vague, incapable de se disperser, garde son énergie constante. En fait, lors d'un tsunami, il existe une certaine dispersion, mais surtout dans les zones les plus éloignées du centre du front de la droite.
Autres types de tsunamis
Il existe d'autres mécanismes générateurs de tsunamis moins fréquents qui peuvent également être produits par des éruptions volcaniques, des glissements de terrain, des météorites, des explosions sous-marines et une origine météorologique connue sous le nom de tsunami météo. Ces phénomènes peuvent produire des vagues énormes, beaucoup plus élevées que celles des raz-de-marée ordinaires.
Ce sont les méga-tremblements de terre, terme qui, bien que n'étant pas scientifique, peut être utilisé librement pour faire référence aux tsunamis générés par des causes non tectoniques. Parmi toutes ces causes alternatives, la plus courante est celle des glissements de terrain provoqués par des éruptions volcaniques explosives, qui peuvent couler des îles ou des montagnes entières dans la mer en quelques secondes. Il existe également la possibilité de glissements de terrain naturels à la surface et en dessous. Ce type de tsunami est radicalement différent des tsunamis tectoniques.
Tout d'abord, la quantité d'énergie impliquée. Il y a le séisme de 2004 dans l'océan Indien, avec une énergie développée d'environ 32 000 tonnes. Seule une petite partie de cette somme sera transférée au tsunami. Au contraire, un exemple classique de méga séisme serait l'explosion du volcan Krakatoa, dont l'éruption a généré une énergie de 300 MT. Cependant, une altitude dans les vagues allant jusqu'à 50 m a été mesurée, ce qui est beaucoup plus élevé que celui mesuré par les raz-de-marée de l'océan Indien. La raison de ces différences repose sur plusieurs facteurs.
D'une part, la plus grande performance dans la génération d'ondes par ce type de phénomènes moins énergétiques mais qui transmettent une grande partie de leur énergie à la mer. Lors d'un tremblement de terre, l'essentiel de l'énergie est investi dans le déplacement des plaques. Mais même dans ce cas, l'énergie des raz-de-marée tectoniques est encore beaucoup plus grande que celle des méga-tremblements de terre. Une autre cause est le fait qu'un tsunami tectonique distribue son énergie sur une surface d'eau beaucoup plus grande, alors que les méga-tremblements de terre partent d'un événement très ponctuel et localisé.
Dans de nombreux cas, les méga-tremblements de terre subissent également une plus grande dispersion géométrique, due précisément à la localisation extrême du phénomène. En outre, ils surviennent généralement dans les eaux relativement peu profondes du plateau continental. Le résultat est une onde avec beaucoup d'énergie en amplitude de surface, mais de faible profondeur et de faible vitesse.
Ce type de phénomène est incroyablement destructeur sur les côtes proches de la catastrophe, mais il se dilue rapidement. Cette dissipation d'énergie n'est pas seulement due à une dispersion géométrique plus importante, mais également au fait qu'il ne s'agit généralement pas d'ondes profondes, ce qui entraîne une turbulence entre la partie qui oscille et la partie qui ne le fait pas. Cela signifie que leur énergie diminue beaucoup pendant le voyage.
L'exemple le plus cinématographique, le méga-trémolo, est celui provoqué par la chute d'une météorite dans l'océan. Si cela existe, des ondes courbes de grande amplitude initiale surviendraient, de manière très superficielle, avec dispersion et dissipation géométriques par turbulence. Ainsi, à grande distance, les effets ne seraient peut-être pas aussi nocifs. Une fois encore, les effets seraient localisés, en particulier dans les zones proches de l'impact.
L'effet est exactement le même que de jeter une pierre dans un étang. De toute évidence, si le météore était assez gros, peu importait la distance qui le séparait du continent, car les vagues l'emporteraient de toute façon avec une énergie inimaginable. Des raz-de-marée apocalyptiques de cette ampleur ont dû exister il y a 65 millions d'années lorsqu'un météorite est tombé sur la péninsule du Yucatan. Ce générateur de mécanisme est sans doute le plus rare de tous; en fait, il n'existe aucun enregistrement historique d'une vague provoquée par un impact.
Certains géologues pensent qu'un méga-tremblement de terre pourrait survenir dans un avenir proche (en termes géologiques) lorsqu'un glissement de terrain débute sur le volcan situé dans la partie inférieure de l'île de La Palma, dans les îles Canaries (Cumbre Vieja). Cependant, bien que cette possibilité existe (en fait, certaines vallées des îles Canaries, comme celle de Güímar, à Tenerife, ou du golfe, à El Hierro, ont été formées d'épisodes géologiques de ce type), il semble que cela ne puisse pas intervenir sous peu, à court terme, mais dans des centaines ou des milliers d'années. Cette spéculation a provoqué une certaine controverse, faisant l'objet de discussions entre différents géologues. Un tsunami est un danger pour l'endroit où il se trouve ou intervient, mais ce phénomène présente également des avantages pour notre planète.
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