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Glissements de terrain sous-marins et tsunamis

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Glissements de terrain sous-marins et tsunamis

Le cas de la côte orientale d’Oman

 

La limite de plaque Inde-Arabie est l’une des structures tectoniques majeures du nord-ouest de l’océan Indien, et accommode le mouvement de coulissage entre l’Inde et l'Arabie à environ 200 km au large de l'Oman. Des chercheurs de l’Institut des sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS/UPMC), du laboratoire de géologie de l'École Normale Supérieure  (ENS/CNRS) et du CEA étudient l'aléa tsunami  potentiellement généré par les séismes ou les glissements de terrain sous-marins  associés à l'activité de cette faille. Leurs travaux ont révélé que les séismes le long de la faille pouvaient, épisodiquement, déclencher des glissements de terrain à l'origine de tsunami sur les côtes de l'Oman. Les explications de Mathieu Rodriguez, doctorant à l’iSTeP.

 

Pourquoi la frontière Inde-Arabie est-elle scrutée avec autant d’attention?

Mathieu Rodriguez. Les trois campagnes océanographiques de géologie marine menées depuis 2006 ont montré que la limite de plaque Inde-Arabie est un décrochement océanique actif s’étalant sur plus de 800 km dans le nord-ouest de l'océan Indien (du même ordre de grandeur que la faille de San Andreas en Californie). Malgré la taille exceptionnelle de la faille, son activité -et les aléas potentiellement associés-demeurent peu étudiés. Or, il existe des failles dont l’activité est parfois sous-estimée, et qui peuvent s’avérer d'autant plus dangereuses (magnitude > 6 - 7) que les populations n'y sont pas préparées.

D. R.

 

Quels étaient les objectifs poursuivis ?

M. R. L'objectif était de fournir une cartographie détaillée de la limite de plaque. Une fois la faille identifiée et bien localisée, nous nous sommes interrogés sur son activité passée. Des forages ciblés nous ont permis de reconstituer l’histoire géologique de la faille, et de contraindre la fréquence des glissements de terrain associés à son activité.

 

Quels outils avez-vous utilisés ?

M. R. Nous avons embarqué à bord du navire de recherche du Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM), sous les commandements successifs des officiers G. de Kersauson et R. de Monteville. Le soutien de l'armée a été indispensable à l'étude de cette région, en raison des nombreux actes de piraterie qui y sont perpétrés. Ce bateau est équipé de matériel d’analyse géophysique utilisé à des fins militaires et scientifiques. Le sondeur multi-faisceaux du navire a permis de carter la faille grâce à un relevé extrêmement précis de la profondeur.

 

Qu’avez-vous pu observer ?

M. R. Nous avons mis au jour à proximité de la faille des cicatrices qui marquent l'arrachement du matériel sédimentaire lors d'un glissement de terrain sous-marin. La morphologie de ces cicatrices permet de calculer le volume de sédiments évacué dans les premiers stades du glissement de terrain. Nous avons relevé plusieurs centaines de glissements de terrain dont certains ont mobilisé un volume de sédiments important compris entre 20 et 40 km3.

 

Des glissements de terrain peuvent-ils être à l’origine de tsunamis ?

M. R. Si les tsunamis sont généralement associés aux séismes, l’événement meurtrier (plus de 2.000 victimes) en Nouvelle-Guinée (1998) était, quant à lui, dû à un glissement de terrain. Cet événement est à l'origine de la prise de conscience des glissements comme source de tsunami. De nombreux travaux scientifiques ont depuis été menés pour mieux en comprendre les mécanismes déclencheurs.

 

Les séismes font osciller les colonnes d’eau sur une surface plus étendue, donnant lieu à des tsunamis qui se propagent sur de plus grandes distances. Ce sont les tsunamis transocéaniques, comme par exemple à Sumatra en 2004, ou au Chili en 2010.

 

Au contraire, un glissement de terrain représente une source beaucoup plus localisée. Lorsqu’il se déclenche et dévale la pente, l’énergie cinétique est transmise à la colonne d’eau qui, subissant une oscillation, produit des ondes gravitaires en surface. Ces ondes se propagent et s’amplifient en arrivant près des côtes du fait de la réduction de la profondeur de la tranche d’eau. L’onde se disperse beaucoup plus rapidement dans le cas d'un tsunami déclenché par un glissement. Cependant, les glissements ayant souvent lieu près des côtes, les tsunamis peuvent avoir un effet plus dévastateur. À titre de comparaison, le tsunami niçois de 1979, déclenché par un glissement de seulement 0.01 km3 à proximité des côtes, a généré un tsunami de 1 à 2 mètres de hauteur, provoquant de nombreux dégâts humains et matériels.

 

Que révèlent les simulations numériques et la modélisation ?

M. R. L’identification de tels glissements de terrain sous-marins à la frontière de plaque Arabie-Inde incite à une réévaluation de l'aléa tsunami dans l'océan Indien nord-ouest. Nous avons utilisé les outils de simulation numérique des tsunamis développés par le CEA, qui reposent sur les lois de base de la physique de l’écoulement des fluides. Les paramètres pris en compte sont ceux qui gouvernent la distance parcourue par le glissement et sa vitesse, qui influent le plus sur l'ampleur du tsunami. L'originalité des glissements associés à la limite de plaque Inde-Arabie est qu'en dépit de leur profondeur (2000 m) et de leur distance importante par rapport aux côtes omanaises (200 km environ), ils peuvent générer des vagues assez significatives (1 à 4 m) et donc avoir un impact non négligeable sur la région. Au niveau des côtes omanaises, ces vagues ont des hauteurs supérieures à celle enregistrées lors du tsunami transocéanique de Sumatra (2004).

 

D. R.

 

Quels risques encourent les populations locales aujourd’hui ?

M. R. Le risque est fonction de la densité des populations et de la récurrence des tsunamis. La récurrence des tsunamis est donnée par la fréquence des glissements de terrain les plus volumineux. Les études stratigraphiques nous ont permis d’imager les dépôts des glissements de terrain et, par corrélation avec des forages océaniques, nous avons réussi à dater la récurrence de ces glissements de terrain, de l’ordre d’un événement tous les 100.000 voire tous les millions d’années selon les endroits. Le plus récent a 100.000 ans environ. Il est peu probable qu’une telle source se soit déclenchée au cours du siècle dernier, ce qui expliquerait l'absence de témoignages. L'enjeu est donc de comprendre si de tels glissements sont susceptibles de se produire lors du siècle à venir.

 

Les villes portuaires de Salalah (200.000 habitants environ) et de Duqm connaissent un développement important qui pourrait être affecté par de tels événements. En Europe, un glissement similaire à ceux observés au large de l'Oman a été identifié au large du Portugal, sur le banc de Gorringe. Les simulations montrent que ce glissement a pu générer des tsunamis entre 6 et 20 m de hauteur.

 

Pour en savoir plus :

Institut des sciences de la Terre de Paris (iSTeP, CNRS/UPMC)Nouvelle fenêtre

 

Service hydrographique et océanographique de la marineNouvelle fenêtre

 

http://marc.fournier.free.free.fr/accueil.htmNouvelle fenêtre

 

www.insu.cnrs.fr/terre-solide/lithosphere-oceanique/owen-2-une-campagne-oceanographique-dans-l-ocean-indienNouvelle fenêtre

 

www.insu.cnrs.fr/a3683Nouvelle fenêtre

 

Références:

  • Rodriguez, M., N. Chamot-Rooke, H. Hébert, M. Fournier, and P. Huchon (2013), Owen Ridge deep-water submarine landslides: implications for tsunami hazard along the Oman coast, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 13, 417-424, doi:10.51194/nhess-13-417-2013
  • Rodriguez, M., M. Fournier, N. Chamot-Rooke, P. Huchon, S. Zaragosi, and A. Rabaute (2012), Mass wasting processes along the Owen Ridge (Northwest Indian Ocean), Marine Geology, 326-328, 80-100, doi:10.1016/j.margeo.2012.08.008
  • Fournier, M., N. Chamot-Rooke, M. Rodriguez, P. Huchon, C. Petit, M.-O. Beslier, and S. Zaragosi (2011), Owen Fracture Zone: the Arabia-India plate boundary unveiled, Earth Planet. Sci. Lett., 302, 247-252, doi:10.1016/j.epsl.2010.12.027



10/02/14