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Le risque tsunami en Nouvelle Zélande // The tsunami hazard in New Zealand

Outre les éruptions volcaniques comme celle de White Island (9 Decembre 2019; 22 morts ), la Nouvelle-Zélande est un pays exposé aux séismes comme l’événement de M 6.2 qui a secoué Christchurch le 21 février 2011, faisant 185 morts.

 

Photo: C. Grandpey

Destruction à Christchurch (Crédit photo : NZ Defence Force)

L’histoire montre que la Nouvelle-Zélande est également exposée aux tsunamis. Ils sont en général causés par des séismes sur la plaque Pacifique. Ils peuvent se produire localement, mais affecter aussi l’Amérique du Sud, le Japon et l’Alaska. Certains ont été attribués à des glissements de terrain sous-marins et à une activité volcanique. On a constaté que la Nouvelle-Zélande est touchée en moyenne par au moins un tsunami avec une hauteur de vague supérieure à un mètre tous les dix ans. Cependant, le recensement des tsunamis est limité par l’histoire de ce jeune pays. Il remonte seulement au début des années 1800 et se base souvent sur des traditions orales maories et des recherches effectuées sur les paléo-tsunamis, autrement dit des raz-de-marée qui ont eu lieu à des époques reculées et dont il n’existe plus que des traces géologiques.

Une nouvelle étude publiée en novembre 2023 dans le Journal of Geophysical Research : Solid Earth a toutefois montré que des vagues de tsunami de 28 mètres de haut pourraient frapper certaines parties de la Nouvelle-Zélande dans les pires scénarios de séismes.
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode de simulation des séismes pour comprendre les risques de tsunami dans les îles du Nord et du Sud de la Nouvelle-Zélande. Ils ont constaté que les plus grosses vagues frapperaient probablement la côte nord-est de l’Île du Nord. En effet, la zone de subduction de Hikurangi, où la plaque tectonique Pacifique plonge sous la plaque tectonique australienne, se trouve juste au large de cette côte. Les auteurs de l’étude ont conclu qu’il y a un laps de temps très court entre le moment où le séisme se produit et celui où les vagues du tsunami frappent la côte.

Contexte tectonique en Nouvelle Zélande (Source: GNS Science)

Source: GeoNet

En raison de la proximité de la Nouvelle-Zélande avec des zones de subduction susceptibles de déclencher de puissants séismes générant des tsunamis, il est important de comprendre le risque lié à ces vagues dévastatrices.
Jusqu’à présent, les chercheurs se sont référés à des séismes historiques pour tenter de comprendre les risques futurs. Le problème, c’est que les documents historiques ne remontent qu’à environ 150 ans. Les études géologiques peuvent, certes, révéler des preuves de séismes plus anciens, mais ces travaux sont incomplets.
Au lieu de cela, les auteurs de la dernière étude se sont tournés vers une méthode différente : les séismes synthétiques, autrement dit une approche artificielle des séismes. Cette méthode utilise des modèles informatiques dans lesquels les chercheurs ajoutent tout ce qu’ils connaissent sur la géométrie et la physique des systèmes de failles. Ils ont ensuite simulé des dizaines de milliers d’années de séismes pour tenter de déterminer la fréquence à laquelle les séismes majeurs se produisent. La méthode n’est pas parfaite car tous les systèmes de failles ne sont pas intégralement connus, mais elle vient compléter les archives historiques et géologiques. Il faut toutefois noter que si cette méthode tend à montrer comment de tels séismes peuvent se déclencher, elle n’apporte aucune indication concernant la prévision de leur déclenchement.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont créé un catalogue de simulations couvrant 30 000 années, axé sur les systèmes de failles autour de la Nouvelle-Zélande. Les résultats ont révélé 2 585 séismes d’une magnitude comprise entre M 7,0 et M 9,25. La modélisation montre que la zone de subduction de Hikurangi est la principale source de séismes majeurs déclencheurs de tsunamis près de la Nouvelle-Zélande, bien que la zone de subduction Tonga-Kermadec, un peu plus au large au nord de l’île du Nord puisse également générer de puissants séismes accompagnés de tsunamis. Les chercheurs ont été surpris de constater que le risque de tsunami était davantage causé par des failles plus petites et moins profondes au niveau de la croûte terrestre, plutôt que par les failles de subduction proprement dites.
L’équipe scientifique a découvert que la hauteur maximale d’une vague de tsunami serait de 28 mètres. Elle serait provoquée par un puissant séisme à environ 630 kilomètres au nord-est d’Auckland dans le Pacifique Sud. A titre de comparaison, le tsunami de Tohoku au Japon en 2011 a déclenché une vague de 40 mètres.
Source : Live Science.

Photo: C. Grandpey

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Beside volcanic eruptions like the tragic one on White islans (9 December 2019 ; 22 casualties ), New Zealand is a country exposed to earthquakes like the M 6.2 event that shook Christchurch on February 21st, 2011, killing 185 people.

History shows that New Zealand is also exposed to tsunamis. They tend to be caused by earthquakes on the Pacific Plate both locally and as far away as South America, Japan, and Alaska. Some have been attributed to undersea landslides and volcanoes. New Zealand is affected by at least one tsunami with the a wave height greater than one metre every ten years on average. However, the history of tsunamis is limited by the country’s written history only dating from the early to mid-1800s with Māori oral traditions and paleotsunami research prior to that time. A new resaerch has shown that tsunami waves 28 meters high could hit parts of New Zealand in a worst-case earthquake scenario.

In the study, published in November 2023 in the Journal of Geophysical Research: Solid Earth, researchers used a new method of examining simulated earthquakes to understand possible tsunami risks to New Zealand’s North and South Islands. They found that the largest waves are likely to strike along the northeast coast of North Island. It is because the Hikurangi subduction zone, where the Pacific tectonic plate dives under the Australian tectonic plate, sits just offshore. The authors of the study concluded there was a really short timespan between the moment when these earthquakes happen and when the tsunami waves hit. VOIR CARTE TECTONIQUE

Because of New Zealand’s proximity to subduction zones, which can create large, tsunami-generating earthquakes, it is important to understand the risk of these devastating waves.

Previous efforts have used historical quakes to try to understand future risk. But historical records only go back about 150 years. Geological studies can turn up evidence of older quakes, but those records are incomplete.

Instead, the researchers turned to a different method: synthetic earthquakes. This method used computer models, into which researchers added everything they know about the geometry and physics of fault systems. They then simulated tens of thousands of years of quakes to try to determine how often major ones occur. The method is not perfect because the fault systems are not fully known, but it complements the historical and geological record. Moreover, if this method tends to show how such earthquakes can be triggered, it does not bring any indication concerning the prediction.

In the new study, the researchers created a catalog of 30,000 years of simulated time focused on the fault systems around New Zealand. The results revealed 2,585 earthquakes with magnitudes between M 7.0 and M 9.25. The model suggests that the Hikurangi subduction zone is the most dangerous source of tsunami quakes near New Zealand, though the Tonga-Kermadec subduction zone north of North Island can also generate large, tsunami-causing quakes, just a bit further from shore. The researchers were surprised to find that the tsunami hazard was caused by smaller, shallower crustal faults, rather than the subduction faults themselves.

The scientific team found the maximum height of a tsunami was 28 meters, which would result from a paowerful earthquake about 630 kilometers northeast of Auckland in the South Pacific. The 2011 Tohoku tsunami in Japan triggered a 40-meter wave, for comparison.

Source : Live Science.

Nouvelle éruption de l’Anak Krakatau (Indonésie) // New eruption of Anak Krakatau (Indonesia)

Comme cela se produit de temps en temps, l’Anak Krakatau est entré en éruption le 10 juin 2023, avec une colonne de cendres de 3 kilomètres de hauteur. Le volcan a connu au moins sept épisodes éruptifs depuis le 9 juin.
Le dernier événement a été le plus long depuis l’effondrement de l’Anak Krakatau qui a provoqué un tsunami meurtrier en 2018. Depuis cet événement qui a causé la mort de 430 personnes, le volcan n’a plus qu’un quart de sa taille d’origine.
Aucune victime n’a été signalée lors de la dernière éruption du 10 juin et aucun ordre d’évacuation n’a été émis. Le village le plus proche est à 16 km.
Le niveau d’alerte 2 (sur une échelle de quatre niveaux) est maintenu depuis 2018.
Source : CVGHM.

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As this happens from time to time, Anak Krakatau erupted on June 10th, 2023, spewing ash as high as 3 kilometers above the summit. The volcano has erupted at least seven times since June 9th.

The last event was the longest eruption since the collapse of Anak Krakatau that caused a deadly tsunami in 2018. Since that event that caused the death of 430 people, the volcano is now only about a quarter of its original size.

There were no casualties reported in the latest eruption and no evacuation order was issued. The nearest settlement is 16 km away.

Alert level 2 (on a scale of four levels) has remained in place since 2018.

Source : CVGHM.

Vue de l’éruption du 10 juin 2023 (Source: CVGHM)

Le risque de tsunami en Antarctique // Tsunami hazard in Antarctica

Une nouvelle étude publiée le 18 mai 2023 dans la revue Nature Communications informe le public qu’avec le réchauffement climatique des glissements de terrain sous-marins en Antarctique pourraient déclencher de gigantesques tsunamis dans l’océan Austral.
En effectuant des carottages de sédiments à des centaines de mètres de profondeur sous le plancher océanique de l’Antarctique, les scientifiques ont découvert qu’au cours des périodes précédentes de réchauffement climatique – il y a 3 et 15 millions d’années – des couches de sédiments instables se sont formées et ont glissé, générant d’énormes vagues de tsunami vers les côtes de l’Amérique du Sud, de Nouvelle-Zélande et d’Asie du Sud-Est. Aujourd’hui, le réchauffement climatique augmente la température des océans et les chercheurs pensent qu’il est possible que ces tsunamis se déclenchent à nouveau.
Les scientifiques ont découvert pour la première fois des preuves d’anciens glissements de terrain au large de l’Antarctique en 2017 dans la mer de Ross.orientale. Piégées sous ces glissements de terrain se trouvent des couches de sédiments fragiles qui regorgent de phytoplancton. Les scientifiques sont revenus dans la région en 2018 et ont foré profondément dans le plancher océanique. Ils ont extrait des carottes de sédiments qui montrent, couche par couche, l’histoire géologique de la région.
En analysant les carottes de sédiments, les scientifiques ont appris que les couches de sédiments les plus fragiles se sont formées au cours de deux périodes, l’une il y a environ 3 millions d’années dans la période chaude mi-pliocène, et l’autre il y a environ 15 millions d’années pendant l’optimum climatique du Miocène. À ces époques, les eaux autour de l’Antarctique étaient de 3 degrés Celsius plus chaudes qu’aujourd’hui, avec des proliférations d’algues qui, après leur mort, ont recouvert le plancher océanique d’un sédiment riche et glissant, rendant la région sujette aux glissements de terrain.
Le déclencheur des glissements de terrain sous-marins dans la région n’est pas connu avec certitude, mais les chercheurs ont trouvé un coupable très probable : la fonte des glaciers sous les coups de boutoir du réchauffement climatique. La fin des périodes glaciaires périodiques sur Terre a provoqué le rétrécissement et le recul des calottes glaciaires, avec un allègement de la charge sur les plaques tectoniques, ce qui a provoqué leur rebondissement, phénomène baptise rebond isostatique, observé ces dernières années en Islande.
Une fois que les couches de sédiments les plus fragiles se sont accumulées en quantité suffisante, le soulèvement continental de l’Antarctique a déclenché des séismes qui ont fait glisser la couche de gravier grossier au-dessus des couches instables au bord du plateau continental. Le phénomène a provoqué des glissements de terrain qui ont déclenché des tsunamis.
L’ampleur et la taille des anciennes vagues de tsunamis n’est pas connue, mais les scientifiques ont observé deux glissements de terrain sous-marins relativement récents qui ont généré d’énormes tsunamis et causé d’importantes pertes de vie : Le tsunami de 1929 sur les Grands Bancs qui a généré des vagues de 13 mètres de hauteur et tué environ 28 personnes au large la côte canadienne de Terre-Neuve; et le tsunami de 1998 en Papouasie-Nouvelle-Guinée qui a déclenché des vagues de 15 mètres qui ont coûté la vie à 2 200 personnes.
Au vu des nombreuses couches de sédiments enfouies sous les fonds marins de l’Antarctique et des glaciers qui fondent lentement au-dessus de la masse continentale, les chercheurs pensent que si la fonte des glaciers a causé de tels événements dans le passé, de nouveaux glissements de terrain accompagnés de tsunamis pourraient se produire. .
Source  : Live Science, Yahoo Actualités.

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A new study published on May 18th, 2023 in the journal Nature Communications informs the public that climate change could unleash gigantic tsunamis in the Southern Ocean by triggering underwater landslides in Antarctica.

By drilling into sediment cores hundreds of meters beneath the seafloor in Antarctica, scientists discovered that during previous periods of global warming – 3 million and 15 million years ago – loose sediment layers formed and slipped to send massive tsunami waves racing to the shores of South America, New Zealand and Southeast Asia. As climate change heats the oceans, the researchers think there is a possibility these tsunamis could be unleashed once more.

Researchers first found evidence of ancient landslides off Antarctica in 2017 in the eastern Ross Sea. Trapped underneath these landslides are layers of weak sediment crammed with phytoplankton. Scientists returned to the area in 2018 and  drilled deep into the seafloor to extract sediment cores bthat show, layer by layer, the geological history of the region.

By analyzing the sediment cores, the scientists learned that the layers of weak sediment formed during two periods, one around 3 million years ago in the mid-Pliocene warm period, and the other roughly 15 million years ago during the Miocene climate optimum. During these epochs, the waters around Antarctica were 3 degrees Celsius warmer than today, leading to bursts of algal blooms that, after they had died, filled the seafloor below with a rich and slippery sediment, making the region prone to landslides.

The exact trigger for the region’s past underwater landslides is not known for sure, but the researchers have found a most-likely culprit: the melting of glacier ice by a warming climate. The ending of Earth’s periodic glacial periods caused ice sheets to shrink and recede, lightening the load on Earth’s tectonic plates and making them rebound upwards in a process known as isostatic rebound.

After the layers of weak sediment had built up in sufficient quantities, Antarctica’s continental upspringing triggered earthquakes that caused the coarse gravel atop the slippery layers to slide off the continental shelf edge, causing landslides that unleashed tsunamis.

The scale and size of the ancient ocean waves is not known, but the scientists note two relatively recent submarine landslides that generated huge tsunamis and caused significant loss of life: The 1929 Grand Banks tsunami that generated 13-meter waves and killed around 28 people off Canada’s Newfoundland coast; and the 1998 Papua New Guinea tsunami that unleashed 15-meter waves that claimed 2,200 lives.

With many layers of the sediment buried beneath the Antarctic seabed, and the glaciers on top of the landmass slowly melting away, the researchers warn that if it is true that glacial melting caused them in the past, future landslides, and tsunamis, could happen again.

Source : Live Science, Yahoo News..

 

Dégâts causés par le séisme de magnitude M 7,2 et le tsunami de 1929 sur la région des Grands Bancs

Eruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai : un tsunami record // A record tsunami

Selon une étude récente publiée en avril 2023 dans la revue Science Advances, l’éruption sous-marine dans l’archipel des Tonga le 15 janvier 2022 a délivré une puissance digne de la plus grosse bombe nucléaire américaine et a généré un « méga-tsunami » avec une vague qui a atteint « presque de la hauteur d’un gratte-ciel de 30 étages. »
Le 15 janvier 2022, le Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) est entré en éruption avec une très violente explosion qui a battu tous les records dans différents domaines (voir mes notes précédentes sur cet événement). Par exemple, l’éruption a généré le panache volcanique le plus fantastique jamais enregistré, avec une hauteur de 57 kilomètres. L’explosion a déclenché des tsunamis jusqu’aux Caraïbes, ainsi que des ondes atmosphériques qui ont fait plusieurs fois le tour de la Terre.
Pour déterminer la force de l’éruption, les scientifiques ont collecté des images satellites optiques et radar avant et après l’événement, des cartes de drones et des observations sur le terrain pour générer une simulation informatique de la catastrophe. Ils ont découvert que l’explosion a probablement été aussi puissante que 15 mégatonnes de TNT, ce qui la met pratiquement au niveau de la plus grande détonation nucléaire des États-Unis, à Castle Bravo, en 1954. L’étude précise aussi que c’est « la plus grande explosion naturelle en plus d’un siècle. »
L’éruption a déclenché au moins cinq explosions, générant un tsunami jusqu’à 85 mètres de haut une minute après la plus forte d’entre elles. Les vagues ont atteint 45 mètres sur l’île tongienne de Tofua et 17 mètres sur Tongatapu. Les données recueillies par les chercheurs prouvent que les ondes générées par l’explosion placent Hunga Tonga-Hunga Ha’apai dans le club fermé des « méga-tsunamis ». Ils ont observé en temps réel à l’aide d’instruments modernes « un événement qui n’avait été reconnu que dans l’Antiquité.  »
Jusqu’à présent, l’étendue de l’éruption et ses conséquences avaient été difficiles à apprécier en raison de la rareté des instruments scientifiques à proximité du site de l’éruption. Les scientifiques ont découvert que la nature complexe et peu profonde du terrain sous-marin de la région a contribué à piéger les ondes à faible vitesse de l’éruption. Cela a permis de générer un méga-tsunami qui a duré plus d’une heure. Un co-auteur de l’étude a déclaré : « Nous montrons comment les éruptions volcaniques sous-marines peuvent générer un tsunami de grande ampleur. Une série de petites explosions a précédé l’arrivée de la grande, qui a généré le tsunami le plus puissant. »
Les scientifiques ont déclaré que la force de l’éruption de 2022 rivalisait avec celle de l’éruption de 1883 du Krakatau qui a tué plus de 36 000 personnes. En revanche, l’éruption de 2022 n’a tué que six personnes.
La nouvelle étude explique que le faible nombre de morts témoigne de l’efficacité des exercices de sécurité et des efforts de sensibilisation menés aux Tonga dans les années qui ont précédé l’éruption. L’emplacement relativement éloigné des centres urbains a également mis à l’abri les Tonga d’un désastre humain.
Les simulations informatiques ont révélé que les récifs coralliens qui bordent les Tonga ont atténué l’effet des vagues qui se sont finalement dirigées vers le rivage. Cette découverte laisse supposer que ces récifs ont subi des dégâts importants. Cependant, des études archéologiques montrent que les récifs coralliens étaient à nouveau en bonne santé après un tsunami majeur au milieu du 15ème siècle avec des vagues atteignant jusqu’à 30 mètres de hauteur.
Dans sa conclusion, l’étude indique que les recherches futures doivent se concentrer sur la meilleure façon de placer des capteurs pour enregistrer les données des volcans sous-marins et des côtes des îles vulnérables. Ce sera « un moyen efficace de surveillance des volcans sous-marins ».
Source : Yahoo Actualités, Live Science.

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According to a recent study published in April 2023 in the journal Science Advances, the Tonga underwater volcanic eruption rivaled the strength of the largest U.S. nuclear bomb and produced a « mega-tsunami » nearly the height of a 30-story skyscraper.

On January 15th, 2022, the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai (HTHH) submarine volcano erupted with a violent explosion which broke all records in different fields (see my previous posts about this event). For instance, the eruption generated the highest-ever recorded volcanic plume, which reached 57 kilometers. The outburst triggered tsunamis as far away as the Caribbean, as well as atmospheric waves that traveled around the globe several times.

To determine the strength of the eruption, scientists collected before-and-after satellite optical and radar images, drone maps and field observations to generate a computer simulation of the catastrophe. They discovered that the explosion may have been as strong as 15 megatons of TNT, making it about as strong as the United States’ largest nuclear detonation, Castle Bravo, in 1954. The study specifies that it also made the eruption « the largest natural explosion in more than a century. »

The eruption released at least five blasts, generating a tsunami up to 85 meters high one minute after the largest explosion. This led to waves as high as 45 meters on the Tongan island Tofua and 17 meters on Tongatapu. The datacollected by the researchers prove that the waves generated by the explosion place Hunga Tonga-Hunga Ha’apai in the ‘mega-tsunami’ league. » They have observed an event in real time using modern instrumentation that had previously only been recognized in antiquity.

Until now, the extent of the eruption and its aftermath had proved elusive due to the scarcity of scientific instruments near the site of the eruption. The scientists found that the complex, shallow nature of the region’s underwater terrain helped to trap low-velocity waves from the eruption. This, in turn, helped generate a mega-tsunami that lasted more than an hour. A co-author of the study says : « We show how submarine volcanic eruptions can generate massive tsunami. A series of small blasts hailed the arrival of the big one, which generated the largest tsunami. »

The scientists said the strength of the 2022 eruption rivaled that of the 1883 eruption of Krakatau that killed more than 36,000 people. In contrast, the 2022 eruption killed an estimated six people.

The new study explains that the low death toll is a testament to the effectiveness of safety drills and awareness efforts carried out in Tonga in the years before the eruption. The eruption’s relatively distant location from urban centers also probably saved Tonga from a worse fate.

The computer simulations also revealed that the coral reefs that fringe the Tongan islands helped suppress the waves that ultimately made their way to shore. This finding suggests these reefs experienced substantial damage. However, the reefs can recover from such damage. Archaeological evidence shows that coral reefs were healthy again after a major tsunami in the mid-15th century with generated waves up to 30 meters tall.

In its conclusion, the studay says that future research should focus on the best way to place sensors to record data from submarine volcanoes and the coastlines of vulnerable islands as « an effective means of keeping tabs on submarine volcanoes, »

Source : Yahoo News, Live Science.

 Données fournies par les stations de surface du Tongan Met Office dans le port de Nuku‘alofa le 15 janvier 2022.

 

Simulations des tsunamis suite aux explosions du HTHH.

(Source: Science Advances)