Avancée d'une plaque dans le phénomène de subduction
La plaque de gauche est descendue par rapport à sa position initiale indiquée par une ligne tiretée. En parallèle une dépression se produit à la surface de la mer, juste au dessus. Il est facile d'imaginer l'énergie qui est liée à cette dépression. Pour ce faire il suffit d'enfoncer une cuvette à la surface de l'eau, puis de la relever vivement. L'énergie à dissiper sera égale à celle qu'il vous aura fallu développer pour enfoncer la cuvette en luttant contre la force d'Archimède.
Sa surface de l'eau va alors osciller, ceci se traduisant par le départ d'une onde de surface. Si le phénomène était ponctuel l'onde émise serait circulaire ou quasi-circulaire. L'animation présentée ci-dessus indique que la perturbation initiale s'étendait sur une vaste surperficie, au voisinage du chapelet d'îles situées au nord de Sumatra. Le creusement de la surface liquide présenté ci-dessus, de même que, sur l'image précédente celui de l'effondrement du plancher océanique ne correspond qu'à une description très schématisée. Lorsque la plaque supérieure ripe sur la plaque inférieure, le phénomène s'effectue avec des à-coups. Corrélativement, comme la modification de la profondeur océanique s'effectue au même rythme et que ceci se répercute à la vitesse du son dans l'eau, qui est de l'ordre de plusieurs milliers de mètres par seconde, à la surface libre de l'océan le creusement n'est pas régulier, comme représenté ci-dessus. Il s'en suivra un départ d'un train d'ondes. Mais pour simplifier nous imaginerons qu'il s'agisse d'une onde unique, comme indiqué ci-dessus, ici en l'ocrrence une "onde de raréfaction".
Il existe un certain nombre de points du globe qui sont "sous tension". L'histoire de ces régions s'écrit, au plan géologique, à travers une succession de relâchements de tensions, de glissements de plaques les unes sur les autres , le tout accompagné de secousses sismiques plus ou moins violentes et d'effondrements. Dans le cas de l'évènement du 26 décembre 2004 le mouvement des plaques a été si important (plusieurs dizaines de mètres) que ceci implique une redéfinition des cartes géographiques ( l'extrêmité nord de l'île de Sumatra se serait déplacée de 35 mètres). Pourquoi ?
Pourquoi un ras-de-marée, un "Tsunami" ? ( la traduction du mot en Japonais ). Une vaste zone est sous tension. Si vous regardez l'animation ci-dessus vous verrez que cette zone est proche du chapelet d'îles qui prolonge la partie nord de l'ïle de Sumatra. A vue de nez cette zone représente un bon millier de kilomètres de long. Lorsque le phénomène sismique se déclenche le glissement ne se produit pas sur toute la longueur de la zone de subduction. Il existe un point où le phénomène se délenche. Puis le glissement se propage alors à grande vitesse dans toute la zone de subduction qui se trouvait sous tension.
Situation finale : évacuation des tensions par glissement de la plaque.
Reprenons. Un effondrement viens donc de se produire à une certaine profondeur. Dans le cas de ce dernier tsunami la profondeur du lieu de l'épicentre ( ou plutôt pour être précis celle du point du plancher océanique surplombant l'épicentre, situé à quelques 20 km de profondeur ) aurait été de 1500 mètres. La surface de l'océan va alors osciller et ceci se traduira par le départ d'un train d'ondes qu'on voit schématiquement sur les animations présentées. On a utilisé deux couleurs, jaune et bleu, pour figurer les parties de l'océan qui correspondent aux parties sommitales des vagues et aux creux. Je ne sais pas à quoi correspondent les couleurs indiquées et si un lecteur a des informations &&& sur ce sujet je lui saurais gré de de me les communiquer.
La vitesse de propagation des ondes de surface dépend de la profondeur de l'eau, selon la loi :
Au milieu du golfe du Bengale et dans l'étendue océane qui sépare l'épicentre de l'Afrique, dont l'Océan Indien, la profondeur moyenne est de l'ordre de 6000 mètres. Les ondes vont donc se propager à une vitesse qui peut paraître stupéfiante : 800 km/h.
Au passage, jetez un coup d'oeil à un rappel historique des tsunamis de ces cent dernières années ainsi qu'aux risques que court la côte sud de la France, zone de subduction, qui est loin d'être négligeable.
L'épicentre.
Les enregistrements sismographiques permettent, en comparant les temps de propagation de déterminer la localisation de l'épicentre, et même sa profondeur. L'importance du signal permet aussitôt d'évaluer l'ampleur du phénomène sur l'échelle de Richter ( logatithmique, où la puissance est huit fois plus importante à chaque fois que cet indice s'accroît d'une unité. L'évaluation, finalement, approchera la magnitude 9, après plusieurs retouches successives, importantes, ce qui en fait l'un des cinq séismes les plus importants depuis le début du siècle). Selon les communiqués diffusés celui-ci se situerait à proximité de la côté nord ouest de l'île de Sumatra. L'heure du déclenchement du phénomène est 0 h 58, le 26 décembre 2004. Mais en fait, voir ligne pointillée sur la carte ci-après, le phénomène sismique se serait rapidement propagé à toute une ligne de glissement de plaque s'étendant sur un millier de kilomètres en face des îles Nicobar et Adaman. La vague balaye ces îles puis, s'infiltrant entre elles fonce vers la côte ouest de la Malaisie, en particulier vers l'île de Phukhet, où se trouvent de nombreuses stations touristiques gérées par des compagnies françaises. Cette région est constellée d'îles où de nombreuses stations touristiques ont trouvé place. Sur la première animation on distingue nettement la différence des vitesses de propagation des perturbations à l'Est ou à l'Ouest du chapelet des îles Nicobat et Adaman. Le tsunami se propage plus rapidement vers l'ouest, à travers le golfe du Bengale où la mer est plus profonde que vers l'Est, vers la Malaisie, à travers la mer d'Adaman. Aini l'archipel côtier bordan la Malaisie sera-t-il touché 90 minutes après le déclenchement du phénomène, contre 30 minutes pour la côte ouest de Sumatra, avec les mêmes considérations concernant la profondeur : sur un fond ee 1500 mètres la vitesse de propagation n'est plus que de 140 km/h. Elle varie comme la racine carrée de la profondeur.
Epicentre au nord ouest de Sumatra, qui a créé 100.000 morts au sein d'une population comptant
un maximum de séparatistes intégristes musulmans. Notez l'arc en ligne tiretée montrant l'extension de la ligne épicentrique.
Au sud ouest de Ceylan, la base aérienne de Diego Garcia, possession anglaise, atoll qui est un point clé du système stratégique américain.
L'atoll des "Iles Chagos", comportant la base de Diego Garcia.
Ce qui est fantastique, à l'heure de la mondialisation de l'information et de l'internet :
c'est que personne n'ait été prévenu, nulle part
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Ajout en date du 12 janvier 2005 : Cette carte complète le dossier installé le 6 janvier 2005. On y voit les "ïles Chagos", possession anglaise, abritant la célèbre base de Diego Garcia, hénergeant les bombardiers stratégiques américains ( dont en principe les BE, qui sont censés s'y être ravitaillés lors du raid sur Kaboul, opéré à partir de la base de Witheman, Missouri, selon le propre témoignage des Américains. Ces îles sont sur le passage du tsunami, et si vous avez bien observé la seconde animation vous aurez vu comment le ras de marée "s'y est attardé", a interagi avec ce point trouvé sur sa route. Quid des dégâts qu'aurait pu occassionner ce passage du raz de marée dans cette base, hébergeant en principe des unités dont le prix attent deux milliards de dollars. Ces avions étaient-ils sur le Tarmac ce jour-là, ou dans leurs frèles abris de nylon, essentiellement destinés à les protéger de la morsure du soleil et des intempéries, dont les Américains prétendent qu'elles altèrent le revêtement anti-radar de ces stealth (?...). Ou étaient-ils en vol, pour quelques heures, ou en mission. Gageons qu'il sera bien difficile de trouver des informations sur cette partie de l'histoire.
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Vous noterez également l'extraordinaire mutisme des médias, à l'échelle planétaire, concernant ce point, comme si nos journalistes n'avaient pour mission que de rendre compte du résultat des catastrophes et en aucun cas d'avertir les populations menacées. Il ne s'agit pas de "mettre en place un dispositif permettant de réagir à un tel phénomène", au plan local. Ce dispositif existe déjà. Il aurait que les gens soient prévenus. Une heure, deux heures, trois heures, ou même trente minutes, voilà qui laisse largement à des gens le temps d'évacuer les zones les plus menacées et de se mettre à l'abri, dans l'arrière pays, sur des hauteurs, dans les étages de bâtiments solides ou simplement en grimpant à des .. arbres. Je me souviens d'une scène particulièrement choquante que j'avais vu à la télévision il y a plus de dix ans. Une dune d'une dizaine de mètres de haut s'était avérée particulièrement dangereuse sur le chemin de compétiteurs à moto, lors d'un rallye Paris-Dakar. Certains motocyclistes, supris, effectuaient des vols planés en se ... brisant la colonne vertébrale en retombas en bas de la dune, sous les yeux impassibles des caméramen. Ceux-ci, au lieu de se poster en haut de la dune pour avertir ces gens du danger s'étaient tout simplement installés en contre-bas pour capter "des images saisissantes". Dans l'activité médiatique il y a énormément de voyeurisme malsain. Il y a aussi une indifférence vis à vis des images présentées. Nos gens de média ne sont que des comédiens. Ils mettent en scène les drames du monde au quotidien en adoptant des tons de circonstance. Au moment des évènements le fantaisiste marocain Djamel avait été interviewé à propos du one-man-show qu'il donnait à ce moment là à Paris. Fin observateur des comportements humains il avait fait alors à la journaliste qui le recevait la remarque suivante :
- Je suis impressionné par la façon dont vous venez de passer "sans transition" de l'évocation du drame lié au raz de marée à ma présentation à l'Olympia. Vous êtes passée d'un sujet à l'autre en une fraction de seconde.
Il n'a pas ajouté "sans faire montre de la moindre émotion" mais de toute évidence c'est ce qu'il l'avait frappé. Eh oui. Non seulement nos gens de médias ne disent que ce qu'on veut bien leur laisser dire mais ils se sont totalement habitués au spectacle quotidien de la misère humaine, peut être par un phénomène de saturation. Pas un n'a songé une seule seconde à la responsabilité que pouvaient avoir les gens de leur profession dans le fait que des dizaines de milliers de personnes n'aient pas été prévenues. Supposons qu'un contact ait été établi entre des journalistes situés à proximité des premiers effets du raz de marée et qu'ils contactent leur collègues d'une même agence. Que croyez vous qu'ils leur diraient ? Serait-ce :
- Un raz de marée arrive vers vous. Il sera sur vos côtes dans 30 minutes, ou une, deux, trois heures. Prevenez les pouvoirs publics locaux, émettez un message radio, demandez au plus vite aux gens de se retirer des plages et de se mettre en hauteur.
Je pense que les échanges téléphoniques ont plutôt été du genre :
- Dis-donc, coco, j'ai un scoop pour toi. Un raz-de-marée se dirige vers votre côte. Vous avez largement le temps d'installer votre matériel en un point d'où vous puissiez filmer une zone où le maximum de dégâts pourront se produire. Je pense que si vous vous mettez sur le toit d'un hôtel près de la plage, à la verticale d'une artère bien dégagée ça devrait être bon. Je suis sûr, vu ce que nous avons encaissé ici que vous pourrez avoir de sacrée images. Pensez à mettre en place la transmission pour le journal de ce soir. On devrait faire un tabac pour l'audimat de la chaîne.
Avez-vous une autre hypothèse ?
Il semble qu'il y ait eu des tentatives faites par différentes personnes d'avertir des régions menacées. Mais par exemple en Thaïlande le pays a connu l'équivalent du phénomène évoqué par Spielberg dans les Dents de la Mer. Le pays, où 5300 personnes ont trouvé la mort était en pleine saison touristique. L'annonce d'un cataclysme imminent aurait vidé les plages et les hôtels. Burin Vejbanterg, le seul expert du Département de météorologie présent au moment de la catastrophe, a affirmé "qu'avec le niveau actuel d'équipement et des connaissances il aurait été impossible de prévoir le tsunami" ceci ayant été rapporté le quotidien thaïlandais La Nation. Et il a ajouté : "L'idée d'un tsunami ne m'a même pas traversé l'esprit à ce moment-là parce qu'il n'y en avait jamais eu dans l'océan Indien, par ailleurs le Centre d'alerte aux tsunamis situé à Hawaï avait donné un risque zéro à la Thaïlande". Le journal la Nation précise que ce Centre de Hawaï, collectant systématiquement les données sismologiques émanant du monde entier avait été averti immédiatement de l'importance du séisme et qu'il avait vainement tenté de convaincre la Thaïlande, une heure avant que le pays ne soit frappé, que sa côte risquait d'être ravagée par un raz-de-marée, l'épicentre étant situé à 500 km de l'île de Phuket. Burin avoue qu'assailli de coups de téléphone, il a vainement tenté d'obtenir des autorités, qui ont la haute main sur les médias et en particulier la radio, de faire une annonce. "Quand les gens ont commencé à réaliser que le problème était sérieux, dit-iln c'était trop tard. Les vagues s'abattaient déjà sur la côte". Le journal thaïlandais la Nation porte les accusations les plus graves en disant que quelques minutes après le séisme en Indonésie une réunion s'était tenue au département de météorologie sous la conduite de son directeur général , monsieur Supharerk Tansrirat-Tanawong. La quotidien ajoute que "de source non identifiée" la décision de ne pas lancer d'alerte aurait été prise étant donné que la saison touristique battait son plein dans le pays et que les conséquences économiques pouvaient s'avérer importantes. Le directeur du département de météorologie a été suspendu de ses fonctions en attendant le résultat de l'enquête.
Les Dents de la Mer bis.....
Au voisinage du site de l'épicentre, à l'est, dans la mer d'Adaman, si cette profondeur est de l'ordre de 1500 mètres, cette vitesse de propagation tombe à 140 km/h. La longueur d'onde des vagues des tsunami varie entre 100 et 400 km et c'est là que se tapit leur force considérable, nous verrons plus loin pourquoi. Si on compare les ordre de grandeur des longueurs d'onde et les vitesse de propagation on voit que les laps de temps qui séparent des vagues principales reste très important, bien que lorsque celles-ci frappent les rivages elles sont en fait composées de multiples oscillations. Quoi qu'il en soit on sait que l'arrivée d'un train de déferlantes fut précédé d'un retrait des eaux, à grande distance de la plage. Une fillette ayant reçu précédemment un cours de la part d'un de ses professeurs, signalant ce phénomène précurseur, avertit sa famille et les gens qui se situaient sur la plage, que ceux-ci évacuèrent. Elle sauva ainsi des centaines de personnes. Celles-ci eurent tout le temps d'évacuer étant donné que le temps qui s'écoula entre ce phénomène de retrait préalable et l'arrivée des déferlantes destructrices fut relativement important, supérieur à 15 ou même 30 minutes ( &&& un lecteur apportera cette précision ). C'est la méconnaissance totale du phénomène qui laissa les milliers de touristes stationnant sur les plages sans réaction, alors que le simple fait d'avoir regagné leur chambre d'hôtel, si celle-ci était située dans un étage, aurait pu leur sauver la vie.
Si vous regardez la première animation présentée vous verrez que se trouve indiqué le temps écoulé. Vous constaterez par exemple que la côté de l'Inde et le fond du golfe du Bengale sont frappés deux heures après le déclenchement du phénomène. Les îles situées à l'ouest de la Thaïlande sont frappées plus d'une heure après que se soient opérées les premières destructions.
Pourquoi les tsunamis sont-ils si destructeurs ?
Reprenons la description schématique du phénomène. Nous sommes partis de l'hypothèse de la création d'une dépression. La surface liquide va alors osciller et des ondes concentriques vont se propager, plus ou moins rapidement. Vers l'ouest, dans l'océan Indien, plus profond, le tsunamli a accéléré jusqu'à 800 km/h. La suite des dessins ci-après donne une idée de la propagation de l'onde.
Propagation de l'onde de surface
Initialement, un tsunami est une onde de surface dont l'amplitude ne dépasse pas la dizaine de centimètres, moins, le cas échéant. Ce qui est important, ça n'est pas l'importance du soulèvement vertical de l'eau mais l'aire sur laquelle ce soulèvement s'opère. Dans le cas des évènements du 26 décembre elle est considérable. L'animation donne une idée de l'ampleur géographique de cette variation : plusieurs centaines de kilomètres de large et plus de mille kilomètres de longueur : des centaines de milliers de kilomètres carrés. Ainsi ce tsunami véhicule énormément d'énergie. Vous n'avez qu'à calculer l'énergie nécessaire pour soulever ou abiasser une telle masse d'eau de plusieurs dizaines de centimètres ( formule M g z ).
Ces vagues de surface à très grande longueur d'onde n'ont rien à voir avec celles qui sont produites par le vent. Prenez un plan d'eau bien calme. Faites souffler le vent. Une houle va se former. Mais cela perndra un certain temps. Le mécanisme responsable est alors "l'instabilité de Ralegh-Taylor", celle qui se manifeste à la frontière de deux fluides qui ne s'écoulent pas à la même vitesse et n'ont de plus pas les mêmes caractéristiques physiques. En l'occurence l'un des des deux fluides, la mer, est immobile. Les vagues de la mer relèvent d'un phénomène de turbulence. Selon les conditions la houle peut revêtir des aspects variés. Cela dépend de la proximité du fond, des reliefs sous-marins, de la géométrie et de l'étendue du plan d'eau. Il faut de vastes étendues d'eau, plus un vent constant, soufllant pendant plusieurs jours pour voir se former une houle du large à très grande longueur d'onde. J'ai pu voir en octobre 1961 lors d'une traversée de l'Atlantique Nord dans le sens New York le Hâvre à bord du Liberté, dont c'était le dernier voyage ( les Japonais l'avaient acheté pour le transformer en hôtel flottant ) une houle avec une distance de crête à crête de 300 mètres et une amplitude de trente mètres. Le bateau avait le vent plein arrière et, selon sa route, escaladait lentement ces immenses montagnes liquides. A un moment le navire entra en résonance. La direction de propagation de la houle devait faire 30° par rapport à la route que nous suivions. Les choses se passèrent très rapidement, en quelques minutes seulement. Au bout de quelques oscillations le capitaine ordonna un changement de cap et, alors que nous étions en plein milieu de l'Atlantique nous nous retrouvâmes en route vers ... Terre Neuve ( ce qui porta la durée du voyage à 7 jours au lieu de quatre ). Détail : l'amplitude maximale atteignit 38°. J'étais à ce moment là un des très rares passagers présents sur le pont supérieur ( les autres étaient malade comme des bêtes après quatre jours de tempête ). Il y eut deux morts. Une femme tomba de sa couchette et s'assoma sur son lavabo et un stewart trop consciencieux, oubliant de lâcher son plateau alla se fracasser le crâne, au bout de sa course, sur une cloison. Si la gîté avait atteint 45° ce bateau de trois cent mètres de long se serait simplement retourné comme dans le film "Poséidon". En effet ces navires jouissent essentiellement d'une stabilité de forme. Il ont un tirant d'eau limité et un fond plat. Simple anecdote. On voit que dans nos océans la "longueur d'onde" des vagues dépassent difficilement les trois cent mètres.
Longueur d'onde, de crête à crête
Quand des vagues arrivent à proximité d'une côte elle viennent se briser, si celle-ci est acore, ou "déferlent" si le remontée du fond est progressive. La transformation des vagues en "brisants" sort du cadre de notre exposé. La transformation de la vague en déferlante est dans le vif du sujet. On connaît bien ce mécanisme, lié à la propagation d'ondes de surface. Lorsque l'onde chemine au dessus d'un fond qui devient de plus en plus faible elle se ralentit. La surface liquide se tasse alors "comme un acordéon" pour que l'énergie de la perturbation soit conservée. On a vu que la vitesse de propagation des vagues variait comme la racine carrée de la profondeur du plan d'eau. La hauteur des vagues obéir à la loi de Green :
C'est ce qui fait qu'un tsunami, dont l'amplitude peut, au moment où il se forme en pleine mer n'atteindre que quelques centimètres ou dizaines de centimètres se transforme en escaladant une plage ou un fond en pente douce en une déferlante de trois à trente mètres de haut, voire beaucoup plus. Les vagues qu'on observe sur la plages bretonnes aux "grandes marées" sont des tsunami en réduction. Quelle est la différence ? Dans ce cas précis on peut observer des vagues déferlantes atteignant couramment deux à trois mètres. Je me rappelle d'un coup de Mistral qui avait envoyé dans le golfe de Porto, en Corse, des belles déferlantes de trois mètres de haut. C'était au début des années soixante. Un jeune Danois imprudent avait été emmené au large et s'était noyé. Quand il nageait encore au delà de la lignes des vagues j'avais vainement tenté de me porter à son secours en faisant la seule chose qu'il était possiblede faire : franchir d'une traite cette barre en plongée, en nageant en apnée sur une cinquantaine de mètres. Mais, même en faisant cela je me rappelle que j'avais été secoué comme dans une baratte au dessus du fond de sable. Comme les vagues étaient moins hautes à deux cent mètres de là, c'est à cet endroit que j'avais franchi les brisants en plongée libre. Malheureusement, quand, porteur d'une corde et d'une bouée dégonflée que j'avais enroulé autour de ma taille, je suis arrivé vers ce Danois celui-ci venait de couler presque sous mes yeux.et je n'ai pas pu le retrouver. Sale souvenir. Je l'ai récupéré le soir, quand la mer s'était un peu calmé et qu'elle avait rejeté le corps près de la plage. Ce type d'un mètre quatre vingt dix était raide comme un bout de bois et nous l'avions transporté, le gérant du restaurant voisin et moi en le tenant, l'un par la tête, l'autre par les chevilles. Ce que j'avais pu constater à l'époque et qui m'avait frappé c'était la totale passivité des gens, des vacanciers qui s'étaient simplement rassemblés sur la plage pour jouir du spectacle, quand le type était en train de se noyer, puis étaient tranquillement retournés finir leur déjeuner quand il n'y avait plus rien à voir. Seul un couple de touriste allemands et moi-mêmes avions songé à nous préoccuper de la veuve de ce jeune homme, qui restait seule, hébétée sur la place.
Les films pris lors de la catastrophe du 26 décembre montrent des vagues qui ne sont pas gigantesques. Disons, trois mètres. Pourquoi, alors, autant de morts et de destructions ? Première série de dessins montrant une "jolie tempête" frappant une plage. En retrait, les hôtels, les habitations. Lorsque les vagues "viennent mourir" sur la plage, l'eau subit un mouvement de flux et de reflux.
Les vagues d'une "très forte tempête", due à un vent violent viennent déferler sur une côte peu protégée.
- En 1 la mer est sur la place à son état de retrait maximal ( point A )
- En 2 une vague arrive et comment à déferler
- En 3 la vague "éclate"
- En 4 elle se mue en flux liquide turbulent
- En 5 l'eau atteint son extension maximale ( point B ), envahit la plage, mais n'atteint pas les habitations
- En 6 ( C ) le front liquide amorce son mouvement de retrait.
Pour un mécanicien des fluides un train de vague est une suite d'ondes de compression et d'ondes de raréfaction. Si on plaçait un manomètre à membrane au fond de la mer, juste sous les vagues, celui-ci enregistrerait une série d'accroissements et de diminutions de la pression par rapport à celle qui règnerait à même profondeur quand la mer est plate comme la main. Ainsi, quand une déferlante, onde de "compression" frappe le rivage, elle est aussitôt suivie d'une onde de raréfaction qui vient l'atténuer, l'annihiler.
On a un phénomène analogue avec un tsunami qui représenterait la même hauteur d'eau. Mais la très grande longueur d'onde des vagues va produire un scénatio sensiblement différent.
Pourquoi un tsunami est si destructeur
- En 1 la mer plate, avant l'arrivée de la perturbation.
- En 2 la mer descend de plusieurs mètres sur une grande distance du rivage. C'est le signe annonciateur du tsunami.
- En 2 le front d'onde arrive. Mais, à la différence des vagues créées par le vent (séquences précédentes) ce front liquide est suivi par une masse d'eau considérable.
- En 4 le front d'onde atteint la plage et déferle.
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