Faculté des Lettres et Sciences humaines 2e travail Tsunami Travail présenté à : Louis-Paul Perras Par : Samuel Girard Université de Sherbrooke 13 avril 2011 Table des matières 2 Table des matières---------------------------------------------------p.2 1 Introduction---------------------------------------------------------p.3 2 Qu’est-ce qu’un tsunami ?---------------------------------------p.3-4-5 3 Causes des tsunamis--------------------------------------------p.6-7-8-9 4 Méga tsunami-------------------------------------------------------p.9-10 5 Conséquences des tsunamis--------------------------------p.11-12-13 6 Alerte aux tsunamis, tsunami au Canada------------------p.14-15 3 7 Conclusion---------------------------------------------------------p.16-17 Bibliographie--------------------------------------------------------p.18 Introduction La nature possède les plus grandes forces en présence sur la planète. Les éléments, lorsqu’ils se déchainent, sont des plus dévastateurs. Le vent peut transporter à peu près n’importe quoi lorsqu’il souffle, du sable par exemple, très dévastateur, ou encore des maisons. Le feu a déjà été très dangereux avant la Deuxième Guerre mondiale puisque les moyens de le combattre n’étaient pas vraiment présents donc quand le feu commençait, il était très dur de l’arrêter, comme le feu très connu de 1734 à Montréal qui mena à la mort d’Angélique. L’eau est peut-être la plus puissante de tous. Une fois gelée, elle peut briser la roche, puisqu’elle prend de l’expansion et rien ne peut plus l’arrêter. Mais au XXIe siècle, il est évident que l’eau est la plus dévastatrice des forces, spécialement présentée sous forme de tsunamis. Les tsunamis de 2004 et de 2011 nous ont permis d’étudier le phénomène de façon très rapproché, ce qui n’est pas coutume. Dans ce travail, le but sera donc de comprendre le phénomène, en identifiant les causes et conséquences, en prenant bien sûr les deux exemples les plus marquants du XXIe siècle, peut-être même les plus marquants de l’histoire. 4 1 Qu’est-ce qu’un tsunami ? Un Tsunami, c’est une vague, ou une série de vagues successives causée par : un séisme, un glissement de terrain, une éruption volcanique, une explosion ou encore un impact météorique. Le mot tsunami signifie, en japonais, « vague de port » puisque les principales zones touchées sont les côtes, mais pas nécessairement les côtes à proximité du la zone l’hypocentre ( point d’origine d’un séisme qui peut se trouver à plusieurs centaines de kilomètres de la surface de l’eau), il peut également y avoir des zones touchées par un tsunami créé à plusieurs centaines de kilomètres au large. On verra plus loin l’impact de 2004 et de 2011. Cette série de vagues souvent imposantes déferle sur les régions côtières et cause d’importants dégâts, proportionnellement à l’envergure de la cause, pour un séisme par exemple, lorsque la magnitude augmente d’une unité, l'énergie sismique et multipliée par 30. Les vagues d’un tsunami peuvent également voyager à une vitesse fulgurante, soit plus de 800 km/h, la vitesse d’un avion à réaction. Contrairement aux vagues provoquées par le vent ou les marées, les vagues d’un tsunami se propagent d’une façon ondulatoire au fond des océans. Il n’y a pas la moindre ride en surface mais, lorsque les vagues atteignent les eaux peu profondes ( près du littoral ) elles se rétractent et forment des masses d’eau qui peuvent se propulser à plusieurs mètres de hauteur. (figure 1) Si on se retrouve donc sur une plage où un tsunami approche, on peut voir l’eau se retirer vers large, il y a accumulation de l’énergie et donc de l’eau, pour former une première vague géante qui emportera tout sur son passage, des vagues qui ont atteint plus de 35 mètres pour le tsunami de 2004, situé au large de l'île 5 indonésienne de Sumatra avec une magnitude sismique de 9,1 à 9,3 sur l’échelle de Richter. L'épicentre se situait à la frontière des plaques tectoniques eurasienne et indo-australienne. Ce tremblement de terre était la quatrième magnitude la plus puissante jamais enregistrée dans le monde. Pour le tsunami de 2011, survenu au large des côtes nord-est de l'île d’ Honshū les vagues ont atteint environ 20 mètres par endroits et son épicentre se situait à 130 km à l'est de Sendai pour une magnitude sismique d’environ 9 sur l’échelle de Richter. figure 1. http://terreetvolcans.free.fr/fr/articles.php?id1=33&t=0&a=1&cat=vol 2 Causes des tsunamis Les tsunamis de 2004 et de 2011 ont été créés par des séismes, la cause qui crée les plus dévastateurs tsunamis. Le séisme peut être causé par plusieurs facteurs. Il s’agit d’une libération brusque d’énergie accumulée par la roche. Les plaques tectoniques en présence se touchent, une force constante est générée 6 par les plaques qui œuvrent sur la roche. Quand la force engendrée devient plus grande que la résistance de la roche il y a une cassure, ce qui libère l’énergie en présence. On parle alors d’un séisme tectonique où les plaques peuvent mettre plusieurs jours voir quelques mois avant de se stabiliser, ce qui peut occasionner d’autres séismes. Plusieurs ondes différentes sont causées, les ondes P, sont des ondes de compression assimilables aux ondes sonores et qui se propagent selon un mouvement avant arrière dans la direction de la propagation de l’onde. Les ondes S, sont des ondes de cisaillement qui se propagent que dans les solides de façon vertical. Les ondes L, sont des ondes de cisaillement, elles impriment au sol un mouvement de vibration latéral et les ondes de Rayleigh, assimilables à une vague, les particules du sol se déplacent selon une ellipse ce qui crée une véritable vague qui va même jusqu’à affecter le sol. 7 Pour calculer la puissance d’un séisme, on parle de 3 principales échelles de calcul. L’échelle de Mercali (1902) qui estime les dégâts, l’échelle MSK (1964) qui estime également les dégâts mais version améliorée et la plus utilisée, l’échelle de Richter qui calcul l’énergie dissipée. Le tremblement de terre le plus puissant aurait eu lieu au Chili en 1960, avec une magnitude de 9,5 sur l’échelle de Richter.(figure 2) L’onde de choc a parcouru plus de 10 000 kilomètres de l’épicentre, touchant le Japon, la Nouvelle-Zélande, les Philippines et Hawaii avec des vagues encore imposantes de plus de 10 mètres.1 Le problème majeur avec ces tsunamis, c’est qu’il y a modification du plancher océanique, dans certains cas, il peut y avoir dans les zones divergentes un espace à combler par l’eau, mais où il y a formation d’un nouveau sol océanique créé par le magma. Pour ce qui est des zones de convergente, un écart entre les sols se forme, un écart de quelques mètres parfois, où la libération d’énergie est remarquable.(figure 3) L’océan Pacifique est particulièrement vulnérable, à cause de l’activité de la croûte terrestre dans cette région. Figure 2, plus gros tremblement de terre de l’histoire. http://tristan.ferroir.free.fr/index.php/2008/11/17/matsushi ma-photos-et-le-seisme-du-chili-de-1960/ 1 Tiré de Rothe, J.P., 1969, The seismicity of the earth, 1953-1965 : Paris, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, 336 pages. 8 figure3. http://ecthoren.edres74.net/spip.php?article766 La longueur d’onde d’une vague normale est environ de 150 mètres et le temps entre deux vagues est de 10 secondes. La longueur d’onde du tsunami est environ de 100 kilomètres et sa périodicité est d’environ 60 minutes. L’énergie libérée par un séisme ne perd pas beaucoup de puissance, même sur de longues distances Les éruptions volcaniques sont également une des causes de tsunami. Une éruption volcanique sous-marine libère énormément d’énergie en provenance de l’asthénosphère ce qui occasionne des tsunamis, mais généralement moins meurtriers qu’en provenance d’un séisme. Un recensé dernièrement, en 2009, où un tremblement de terre au large des îles Tonga, dans le Pacifique, a provoqué un tsunami. Une alerte a été déclenchée, avant d'être levée deux heures plus tard. Le séisme a atteint la magnitude de 7,9 sur l'échelle de Richter, en raison d’une éruption sous-marine. À ce moment, il y a des mélanges à haute température de gaz volcaniques et de particules solides relativement dense, qui 9 s'échappent à grande vitesse. La coulée pyroclastique est un des deux mélanges explosifs, avec les colonnes pliniennes. Un impact météorique peut également causer un tsunami, même s’il n’y a pas de preuve concrète pour prouver le phénomène. La chute d’une météorite de près de 10 kilomètres de diamètre qui s’est abattue sur Terre il y a environ 65 millions d’années et qui aurait a causée un diamètre de cratère d’environ 180 kilomètres aurait causé un méga tsunami à l’échelle de la planète, puisque l’impact aurait généré une puissance plusieurs milliards de fois supérieurs à Hiroshima.2 Il est bien évident que si une météorite, aussi petite soit elle (que quelques centaines de mètres de diamètre) tomberait dans l’océan, peut-importe lequel, elle créerait un méga tsunami qui dévasterait l’ensemble de l’humanité. Les glissements de terrain peuvent finalement occasionner un tsunami de grandes envergures également. Il y a les glissements de terrain souterrains, où une grande partie du sol océanique se déplace, une chute de pierres ou encore de glaces, ce qui occasionne un déplacement important d’eau, le niveau d’eau monte générant une vague massive ou encore un tsunami.(figure 4) dans le cas d’un glissement de terrain à l’extérieur de l’eau mais en contact avec celle-ci, les conséquences sont les mêmes, création d’une énorme vague ou série de vagues, qui peut voyager sur les côtes avoisinantes. C’est d’ailleurs un des dangers les plus importants qui guettent la côte est américaine. Un méga tsunami. 2 Tiré de : http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/paleontologie/d/extinction-des-dinosauresun-asteroide-en-serait-bien-la-cause_22922/ 10 figure 4. http://earthquake-report.com/2010/12/15/understanding-the-very-dangerousunderwater-landslide-tsunamis/?lang=fr Méga tsunami Un méga tsunami est généralement créé par un glissement de terrain, mais qui occasionne des vagues de plusieurs dizaines de mètres de hauteur. La première observation d’un méga tsunami a été faite par un géologue en Alaska dans les années 60. Sur une berge, une forêt était plutôt jeune, contrairement aux autres forêts voisines. Il pouvait même y voir une distinction de l’âge de la forêt de par les arbres superposés et de couleurs différentes. Les arbres plus hauts étaient cicatrisés d’impact, venant visiblement de la baie en face. En 1958 , un tremblement de terre en Alaska de 7,5 sur l’échelle de Richter a fait ébouler une partie de la baie de Lituya et en raison de son étroitesse, des vagues de centaines de mètres se produisirent et ravagèrent la côte.(figure 5) Un évènement semblable mais à plus grande échelle se prépare, selon plusieurs analystes. Des études récentes démontrent que l’état actuel du volcan Cumbre Vieja sur l’île de La Palma est très instable et pourrait même s’effondrer pendant une éruption ou encore un séisme, ce qui occasionnerait une chute d’environ un 11 demi-million de milliards de tonnes de roche dans la mer. Des modèles ont été créés pour étudier l’impact de cette possible catastrophe. Un méga tsunami provoquant une vague initiale d’environ 650 mètres qui se propagerait dans l’océan à plus de 700 km/h. plusieurs analystes se prononcent sur la question, le professeur McGuire et le docteur Doug Masson du Centre océanographique de Southampton, pondèrent toutefois : "il pourrait y avoir cinq éruptions avant que le volcan ne s'effondre", "ces effondrements peuvent faire de grosses vagues, mais certainement pas à l'échelle qui a été annoncée".3 D’autres sont moins optimistes, prétendent que la prochaine éruption pourrait être fatale, et que sur plusieurs kilomètres la côte est-américaine serait inondée. Est-ce que ce sera la fin du monde ? On semble déjà condamné pour 2012.. Figure 5 baie de Lituya, Alaska. http://www.drgeorgepc.com/Tsunami1958LituyaB.html 3 http://www.bladi.net/forum/30546-iles-canaries-vague-650-metres/ 12 Conséquences des tsunamis La principale conséquence des tsunamis est la destruction de la nature et de la vie humaine. Quand une vague déferle sur une côte habitée, elle arrache à peu près tout ce qu’elle rencontre, et le vrai danger, c’est ce que la vague va ensuite transporter. Ces débris ( voitures, maisons, et autres grosses structures ) agissent comme des projectiles, ce qui va heurter des maisons des personnes et autres, voilà la majeure destruction. Il y a également l’érosion qui peut briser les bases des structures construites le long des côtes, ou encore les incendies qui résultent de la perturbation des conduites de gaz et d’électricité. Les dommages matériaux sont énormes surtout pour les tsunamis de 2004 et 2011. Plusieurs milliards de dollars en dommages, des milliers de maisons détruites et des villages rasés par le désastre de 2004. (figure 6)Plus le séisme est proche de la côte, moins le temps de réaction est élevé. Des pêcheurs pouvaient se trouver au-dessus de l’onde de choc sans vraiment la ressentir, pour revenir à la côte et ensuite constater qu’ils avaient perdu familles et maisons. Il faut également dire que la plupart des gens et des autorités locales en présence n’étaient pas adéquatement préparés à ce tsunami, le plus dévastateur à ce jour. C’est une des régions du monde grandement touchées par des tsunamis, ils étaient donc préparés, mais dans un contexte où les ressources sont manquantes pour se protéger adéquatement. Près de 230 000 personnes ont perdu la vie en 2004, un des 5 plus meurtriers de l’histoire. Le national géographic news estime la puissance du séisme de 2004 à plus de 23 000 bombes comme celle lâchée sur Hiroshima. Une des régions les plus touchées, c’est le nord de l’île de Sumatra, où les vagues les plus destructrices ont frappé. 13 figure 6. Source : Institut de Physique du Globe de Paris En 2011, le sol a vibré à 130 kilomètres à l’est au large des côtes de Sendai et tout comme 2004, le tsunami qui a suivi a été dévastateur. 2011 est possiblement le tsunami le plus dévastateur de toute l’histoire, puisque comme en 2004 , il a enlevé la vie, détruit les maisons et les infrastructures, mais des infrastructures très importantes. La partie Nord-Est du Japon a été la plus touchée. Cette région contient plusieurs usines 14 figure 6 http://www.traqueur-stellaire.net/2011/03/seisme-et-tsunami-au-japon-risque-nucleaire/ nucléaire comme le montre la figure 6. Cette carte date de mars 2011 donc aujourd’hui il y a plus d’usines endommagées, comme Fukushima Daiichi où le système de refroidissement des réacteurs a été endommagé. Suite à ces dommages, des incendies se sont déclarés transportant le feu vers les villes. La carte montre tout de même bien le danger en présence. Suite à ces dommages sur les différentes usines nucléaires japonaises, un nuage radioactif s’est créé et a atteint Tokyo, où des traces de radioactivités se sont fait ressentir jusque dans l’eau potable. Il est encore trop tôt pour évaluer les réels dégâts de la radioactivité, mais sur une période plus longue, ces dégâts risquent d’être terribles. 15 Alerte aux tsunamis C’est à la fin des années 60 que les États-Unis fondent le National Oceanic and Atmospheric Administration ( NOAA ) , une agence qui étudie l’océan et l’atmosphère. Un système d’alerte aux tsunamis est créé, où des données de sismographes à l’échelle internationale sont acheminées. Une agence très bien situé, à Hawaï, où les outils performants permettent de détecter les différents séismes en présence et s’il le faut, émettre une alerte de tsunami, selon différents niveaux de danger : Alerte – inondation par une vague possible donc évacuation complète suggérée. Veille – où le niveau de danger n’est pas encore connu donc il faut demeurer en alerte. Avis – où il est fort probable qu’une vague se présente donc rester loin de la rive, et information – alerte d’une vague mineure où aucune action n’est vraiment suggérée. L’alerte de tsunami est émise généralement suite à un séisme d’envergure, la profondeur et l’emplacement sont étudiés pour ensuite avertir les côtes qui pourraient courir un danger. Selon le professeur Stephen A. Nelson de la Tulane university en Nouvelle-Orléans, le système marche très bien puisqu’avant la mise en place du système, 14 tsunamis ont tué plus de 6000 personnes au Japon, et depuis la mise en place du système, 20 tsunamis ont tué 215 Japonais4. Bien sûr M Nelson a enregistré ses données avant 2004. Le Japon pourrait répondre à des questions sur ses installations nucléaires dans un avenir rapproché, mais pour le moment il faut laisser le temps à ce pays de reprendre le contrôle. Le débat nucléaire pourrait bien être relancé. 4 http://www.tulane.edu/~sanelson/geol204/tsunami.htm 16 Le gouvernement du Canada donne quelques trucs, sur son site internet5, pour se préparer à un tsunami. Savoir interrompre l’acheminement du gaz et de l’électricité de la maison, ne pas entreposer de documents importants au soussol, avoir une trousse d’urgence et un plan d’urgence. Mais est-ce qu’un tsunami peut frapper le Canada ? En 1929, un tsunami a frappé la péninsule de Burin à Terre-Neuve, causé par un glissement sous-marin le long de la pente continentale.(figure 7) 27 personnes ont perdu la vie, ce sont les seuls décès notariés au Canada, sinon le Canada est bien en sécurité des tsunamis, surtout ici, à Sherbrooke, où il n’y aurait que le méga tsunami des iles Canaries qui pourraient faire des dommages, et encore. En Colombie-Britannique des alertes ont été émises pour les viles portuaires, où il y avait risque de courant fort, mais rien pour ravager le paysage. Le Canada reste très alerte, avec le West Coast / Alaska Tsunami warning Center (WC/ATWC) qui étudie l’activité dans le Pacifique et le Pacific Tsunami Warning Center ( PTWC ) cité plus haut. figure 7, intéressante pour l’Atlantique. http://www.ngdc.noaa.gov/hazard/tsu_travel_time_events.shtml 5 http://www.getprepared.gc.ca/knw/ris/tsn-fra.aspx voir l’impact sur 17 Conclusion L’eau reste donc une des plus dangereuses forces de la nature. Elle tire sa puissance des humains, qui s’installent sur les berges, si il n’y avait pas d’habitation sur ces berges, les tsunamis ne serait que de grosses vagues. Un tsunami se forme principalement de tremblements de terre qui situe son épicentre sous l’eau. Plus la cassure est profonde, moins l’impact sera grand à la surface et également entre le fond et la surface. Plus la point de contact se rapproche de la surface, plus le mouvement de l’eau sera élevé et plus l’énergie libérée sera destructrice. Quand le sol bouge, (figure 3 ) une l’énergie considérable accumulé par le mouvement des plaques tectoniques est libérée puisque la contrainte devient plus grande que la résistance de la roche. En surface il peut y avoir seulement 1 mètre de mouvement, mais c’est sous la surface que le phénomène est remarquable. Jusqu’à 800 km/h cette énergie peut se déplacer en direction des côtes, qui peuvent se trouver à plusieurs milliers de kilomètres. Quand la profondeur de l’eau diminue, l’énergie se concentre dans une énorme vague, au large puisque l’eau se retire des berges pour s’accumuler, et par la suite une énorme vague déferle sur les côtes. La vague se présente rarement seule, généralement accompagner d’autres vagues qui peuvent se distancer de plusieurs minutes ou heures. Quand une météorite frappe un océan, un tsunami énorme peut se créer, mais il est difficile d’avoir des sources fiables pour prouver le phénomène qui est plutôt rare. Des éruptions volcaniques sous-marine peuvent également créer des tsunamis, tout comme des affaissements du sous-sol. Le plus grand danger reste toutefois les glissements de terrains à l’extérieur de l’eau, ce qu’on appel méga tsunami. Le phénomène étudié en Alaska en 1958 dans la baie de Lituya ( figure 5 ) est remarquable et démontre bien que la vague peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Le Danger qui guette l’est de l’Amérique, c’est le méga tsunami qui pourrait se créer suite à l’affaissement du volcan Cumbre Vieja sur l’île de La Palma, ce qui occasionnerait un méga tsunami qui pénétrerait sur 18 plusieurs kilomètres sur la côte est américaine. Une vague évaluée à plusieurs centaines de mètre serait créé et serait la pire catastrophe lié aux tsunamis. D’ici là, deux des pires catastrophes ont eu lieu à 7 ans d’intervalle, soit 2004 et 2011 , ce qui est presque un miracle en soit que d’être témoin de deux supers phénomènes dans une vie d’humain puisque sur l’échelle géographique, il faut se rappeler que les humains ne sont qu’un clin d’œil. 19 Bibliographie BRYANT, Edward. The Underrated Hazard, Springer, Praxis, New York, 2001, 364 pages. RAMASAMY, N.R.D.M.S Project, BHARATHIDASAN UNIVERSITY. Geomatics in Tsunami, New India Publishing Agency, New Delhi, 2006, 225 pages. http://www.springerlink.com/content/u7862r/#section=200270&page=1 http://www.getprepared.gc.ca/knw/ris/tsn-fra.aspx http://earthquakescanada.nrcan.gc.ca/info-gen/tsunami-fra.php http://web.archive.org/web/20070107005353/http://neic.usgs.gov/neis/eq_depot/world/19 60_05_22_articles.html http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/ http://www.tulane.edu/~sanelson/geol204/tsunami.htm Notes de cours de Louis-Paul Perras.