Les principales caractéristiques acoustiques d'un séisme indiquent si un gigantesque tsunami est imminent

Publié le par revivall

Les Chercheurs de Stanford ont identifiéles principales caractéristiques acoustiques du séisme du Japon 2011 qui a indiqué qu'elle entraînerait un important tsunami. La technique pourrait être appliquée dans le monde entier pour créer un système d'alerte précoce aux tsunamis massifs.

Le 11 mars 2011, un séisme sous-marin de magnitude 9.0 a eu lieu à 43 km au large de la côte du Japon. Le séisme a généré un inattendu et gigantesque tsunami qui a balayé l'est du Japon environ 30 minutes plus tard, tuant plus de 15 800 personnes et en blessant plus de 6 100. Plus de 2.600 personnes sont toujours portées disparues.

Maintenant, les simulations informatiques par des chercheurs de Stanford révèlent que les ondes sonores dans l'océan produites par le tremblement de terre a probablement atteint la  terre des dizaines de minutes avant le tsunami. S'il est correctement interprété, ils auraient pu offrir un avertissement qu'un grand tsunami était en chemin.

Bien que qu'ils y aient divers systèmes capables de détecter des tremblements de terre sous-marins, ils ne peuvent pas être fiable sur la formation d'un tsunami, ou prédire la taille de la vague. Il existe des dispositifs axés sur l'océan qui peuvent détecter un tsunami venant en sens inverse, mais ilsle donnent généralement à quelques minutes d'avance.

Parce que le son d'un événement sismique atteindra la terre bien avant l'eau elle-même, les chercheurs suggèrent qu'identifier la signature acoustique spécifique sur un tsunami venant d'un tremblements de terre pourraient conduire à un système d'alerte rapide d'action pour les tsunamis massifs.

Découvrir le signal

La conclusion a été une surprise. L'épicentre du séisme a été tracée sur la fosse du Japon sous l'eau, une zone de subduction environ à 40 km à l'est de Tohoku, la région du nord-est de la plus grande île du Japon. Basé sur les connaissances actuelles des tremblements de terre dans ce domaine, les sismologues perplexes savent pourquoi la rupture du séisme sont propagées à partir de la faille souterraine jusqu'au fond de l'océan, créant un massif tsunami.

Des observations directes de la faille étaient rares, donc Eric Dunham, un assistant professeur de géophysique à l'école des Sciences de la terre et Jeremy Kozdon, un chercheur postdoctoral travaillant avec Dunham, ont commencé à utiliser le cluster des supercalculateurs de Stanford Center for Computational Earth and Environmental Science (FEC) pour simuler comment les secousses a traversé l'océan et la croûte.

Les chercheurs ont construit un modèle haute résolution intégrant les caractéristiques géologiques connues de la fosse du Japon et utilisé des simulations du CEES pour identifier les histoires de rupture possible du séisme compatibles avec les données disponibles.

Rétroactivement, les modèles prédisaient avec précision le soulèvement du fond marin vu dans le tremblement de terre, qui est directement liée à la hauteur des vagues du tsunami et aussi simulés par des ondes sonores qui s'est propagée au sein de l'océan.

En plus de précieuses informations sur les événements sismiques comme ils s'est probablement produisent lors du séisme de 2011, les chercheurs ont identifié les conditions de défaillance spécifique permettant de ruptures d'atteindre le fond de l'océan et de créer de grands tsunamis.

Le modèle a également généré des données acoustiques ; une révélation intéressante sur la simulation avec les ruptures de surface lié au tsunami, comme le tremblement de terre 2011, produisant de supérieurs amplitude de vagues acoustique de l'océan.

Le modèle a montré comment ces ondes sonores ont voyagé à travers l'eau et ont indiqué qu'ils ont atteint la rive 15 à 20 minutes avant le tsunami.

"Nous avons constaté qu'il y a une forte corrélation entre l'amplitude des ondes sonores et les hauteurs des vagues du tsunami », a déclaré Dunham. "Les Ondes sonores se propagent dans l'eau 10 fois plus rapidement que les vagues du tsunami, donc nous pouvons avoir connaissance de ce qui se passe à une centaine de kilomètres au large des côtes dans les minutes d'un tremblement de terre. Nous pourrions savoir si un tsunami est à venir, quelle taille il aura et quand il arrivera."

Application dans le monde entier

 

Le Modèle de l'équipe pourrait s'appliquer aux zones de failles formant des tsunamis dans le monde entier, bien que les caractéristiques de la signature acoustique de telltale peuvent varier en fonction de la géologie de l'environnement local. La composition de la croûte et l'orientation des failles au large des côtes du Japon, l' Alaska, lenord-ouest du Pacifique et du Chili diffèrent grandement.

"La situation idéale serait d'analyser beaucoup de mesures provenant d'événements majeurs et finir par être capable de dire, "c'est le signal"" a déclaré Kozdon, qui est maintenant professeur adjoint de mathématiques appliquées à la Naval Postgraduate School. "Heureusement, ces tremblements de terre catastrophiques ne se produisent pas souvent, mais nous pouvons entrer ces caractéristiques propres au site dans les modèles informatiques – telles que celles rendues possibles avec le cluster CEES – dans l'espoir d'identifier les signatures acoustiques qui indique si un tremblement de terre a généré un important tsunami."

Dunham et Kozdon ont souligné que l'identification d'une signature de tsunami ne complètent pas le système de mise en garde. Des microphones sous-marins appelés hydrophones doivent être déployés sur le fond de l'océan ou sur les bouées pour détecter le signal, qui devra ensuite être analysé pour confirmer une menace, qui pourraient être coûteuses. Les décideurs devront également travailler avec les scientifiques à s'installer sur le degré de certitude requis avant d'appuyer sur l'alarme.

Si ces points peuvent être établies, cependant, la technique pourrait aider à fournir des minutes précieuses pour une évacuation.

L' étude est détaillé dans le dernier numéro du journal le Bulletin de la Seismological Society of America.

Traduit par Renaissance/Revival 

Source: stanford.edu

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