L'impact des tsunamis sur l'ionophère modélisable
Les tsunamis provoquent une perturbation de l'ionosphère et un signal qui peut être détecté et désormais modélisé. Des chercheurs de l'IPGP/CNRS, du CEA et de l'ONERA dans une publication récente (GRL vol 33, L20104) ont modélisé le signal ionosphérique enregistré par les satellites Topex-Poseidon et Jason1, produit par le séisme de Sumatra (26 décembre 2004) et le tsunami qui s'en suivit. La bonne concordance entre les observations et la modélisation ouvre une perspective nouvelle pour la surveillance des tsunamis et la mise en place des services d'alerte.
L'idée qu'un tsunami puisse provoquer un signal dans l'ionosphère fut proposée dans les années 70 et fut confirmée par une première observation lors du séisme du Pérou de magnitude 8.2, le 23 juin 2001. Le séisme de Sumatra, plus puissant, a également provoqué des perturbations ionosphériques bien observées par différentes techniques dont les observations des satellites altimétriques (Topex-Poseidon et Jason) et le système GPS. Le principe physique est simple. Le tsunami, généré par un séisme ayant soulevé le fond de l'océan, soulève la surface de l'eau. Cette variation brusque de la surface océanique génère une onde de gravité dans l'atmosphère neutre qui se propage verticalement vers la haute atmosphère (onde de gravité). Lorsque que l'onde de gravité atteint l'ionosphère, elle communique une partie de sa vitesse aux ions et électrons de l'ionosphère, changeant ainsi leur densité. Il est alors possible d'observer et de mesurer ce signal, qui s'estompe et disparaît ensuite du fait de la diffusion chimique dans l'ionosphère.
Le hasard a voulu que les deux satellites altimétriques survolent l'Océan Indien au moment de la propagation du tsunami de Sumatra et qu'ils puissent enregistrer la modification de l'état d'ionisation de l'atmosphère. Les auteurs de l'article ont modélisé l'ensemble du processus physique et des couplages entre le tsunami, l'atmosphère neutre et l'atmosphère ionisée. Leur simulation montre qu'il faut environ une heure pour que le signal déclenché par le tsunami atteigne 300km et provoque un signal ionosphérique significatif. Ce signal disparaît ensuite en quelques heures. La comparaison de la simulation et des observations est satisfaisante.
Ce travail montre que l'analyse et l'interprétation des signaux ionosphériques pourrait améliorer la détection et le suivi des tsunamis en pleine mer. Les systèmes d'alertes de demain pourraient être ainsi améliorés.