Glissements de terrain sous-marins et tsunamis, le cas de la côte orientale d’Oman

Mercredi, 27 Février 2013

Quel est le risque de tsunami associé aux glissements de terrain sous-marins survenant au large des côtes d’Oman ? Telle est la question que 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 (DAM) ont abordée après avoir découvert, lors de campagnes océaniques antérieures, d’importantes cicatrices de glissement de terrain. Les simulations numériques indiquent que des vagues pouvant atteindre 4 mètres ont pu être générées par les plus importants d’entre eux. Une étude publié dans Natural Hazards  and Earth System Sciences.

Carte topographique de l'Oman et du bassin d'Owen en Mer d'Arabie. L'encart en haut à gauche présente une vue 3D de la cicatrice d'arrachement laissée par le glissement de terrain le plus volumineux (40 km3) s'étant produit sur la Ride d'Owen il y a environ 100 000 ans. En bas, une vue 3D du système de cicatrices d'arrachement ayant disséqué la couverture sédimentaire de la Ride d'Owen, à environ 300 km des côtes omanaises. © Rodriguez et al.

Le risque de tsunami lié aux glissements de terrain sous-marins

Si les tsunamis sont généralement associés aux séismes, l’événement meurtrier qui fit en 1998 plus de 2 000 victimes en Nouvelle-Guinée 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.En effet, tandis que les séismes font osciller les colonnes d’eau sur une surface très étendue et donnent lieu à des tsunamis qui se propagent sur de grandes distances, comme par exemple les tsunamis transocéaniques de Sumatra en 2004 ou du Chili en 2010, un glissement de terrain représente une source au contraire 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, ces 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.

Le cas de la côte d’Oman

Trois campagnes océanographiques de géologie marine ont été menées depuis 2006 à bord du navire de recherche Beautemps-Beaupré du Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM) pour étudier la limite de plaque Inde-Arabie. Il s'agit d'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. Les relevés bathymétriques ont mis à jour à proximité de la faille des cicatrices qui marquent l'arrachement de matériel sédimentaire lors de glissements de terrain sous-marins. La morphologie de ces cicatrices permet de calculer le volume de sédiments évacué dans les premiers stades des glissements de terrain. Plusieurs centaines ont été identifiés, et certains ont mobilisé un volume de sédiments important compris entre 20 et 40 km3. Ces événements sont directement liés à l’activité sismique de la frontière de plaques.

Simulation numérique de la propagation d'un tsunami potentiellement généré par un glissement de 40 km3 déclenché au niveau de la Ride d'Owen. © Rodriguez et al.

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. Les auteurs ont 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 (300 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).

Le risque est fonction de la densité des populations, de la récurrence des tsunamis donnée par la fréquence des glissements de terrain les plus
volumineux et de la vitesse de propagation de l’onde. En ce qui concerne la
rapidité du phénomène, les modélisations indiquent pour le cas étudié un
délai de 45 minutes pour que l’onde touche la côte, 1 heure pour qu’elle
atteigne la ville de Salalah (200 000 habitants env.) et 1h20 le cap de
Sharbitat. Pour ce qui est de la récurrence, les études stratigraphiques
suggèrent un événement de ce type tous les 100.000 ans voire tous les millions d’années selon les endroits. Le plus récent dans la région de la Ride d'Owen remonte à 100.000 ans environ. Ces événements sont donc d'une extrême rareté. Néanmoins, leur étude dans d'autres contextes géologiques doit permettre de mieux
comprendre les mécanismes de déclenchements.

Carte de la hauteur maximale du tsunami potentiellement généré par un glissement de 40 km3 déclenché au niveau de la Ride d'Owen. © Rodriguez et al.

Note(s): 
Cette étude a été réalisée dans le cadre du Laboratoire de recherche commun Yves Rocard entre le CEA/DASE et le Laboratoire de Géologie ENS-CNRS)

 

 

Source(s): 

Owen Ridge deep-water submarine landslides: implications for tsunami hazard along the Oman coast, M. Rodriguez1,2,3, N. Chamot-Rooke3, H. Hébert4, M. Fournier, and P. Huchon1,2 (2013),  Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 13, 417-424, doi:10.51194/nhess-13-417-2013

1- Institut des Sciences de la Terre de Paris, UPMC

2- iSTeP, UMR7193, CNRS/UPMC

3- Laboratoire de Géologie, CNRS/ENS

4- CEA, DAM, DIF,

Contact(s):
  • Mathieu Rodriguez, Laboratoire de Géologie (ENS, CNRS-INSU)
    rodriguez [at] biotite [dot] ens [dot] fr, 01 44 32 22 01
  • Nicolas Chamot-Rooke, Laboratoire de Géologie (ENS, INSU-CNRS)
    rooke [at] geologie [dot] ens [dot] fr, 01 44 32 22 57
  • Hélène Hebert, CEA/DAM/DASE
    helene [dot] hebert [at] cea [dot] fr, 01 69 26 53 80

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