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La vague de tsunami du Hunga-Tonga Hunga-Ha’apa // The Hunga-Tonga Hunga-Ha’apa tsunami wave

L’éruption du volcan tongien Hunga Tonga-Hunga Ha’apai en janvier 2022 restera dans les annales. Ce fut l’une des plus puissantes éruptions des dernières décennies et elle a permis aux scientifiques de perfectionner leurs connaissances car ils ont pu recueillir une grande quantité d’informations. J’ai développé cet aspect de l’éruption dans des notes publiées les 24 janvier et 6 mars 2022.

En explosant, le volcan sous-marin a provoqué un tsunami qui s’est propagé rapidement dans tous les océans du globe. La vague s’est propagée à une vitesse record grâce aux ondes de gravité acoustiques générées par l’explosion. Les scientifiques expliquent qu »un phénomène de résonance a permis d’amplifier le tsunami et de faire voyager la vague à une vitesse bien supérieure aux tsunamis classiques.

Une autre particularité de la vague de tsunami est sa hauteur. D’après une étude récente publiée dans la revue Ocean Engineering,, elle aurait atteint une hauteur de 90 mètres à son point de départ, soit environ neuf fois la hauteur du tsunami qui a frappé les côtes du Japon le 11 mars 2011, avec à la clé la catastrophe à la centrale nucléaire de Fukushima. Ce dernier tsunami avait été causé par un très puissant séisme le long des côtes japonaises. Un autre puissant tsunami a également frappé le Chili en 1960. Que ce soit au Japon ou au Chili, la hauteur initiale de la vague a été estimée à une dizaine de mètres, autrement dit rien en comparaison de celle générée lors de l’éruption du Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.

Les tsunamis de 2011 et 1960 ont pourtant été bien plus dévastateurs et meurtriers. Plus de 18.000 personnes ont péri en 2011, alors que le tsunami du Hunga Tonga n’a causé la disparition que de quelques personnes. Les scientifiques prennent en compte plusieurs paramètres pour expliquer cette différence de bilan. Il y a la distance entre la source du tsunami et les terres, la morphologie du plancher océanique et du littoral, mais également d’autres facteurs, comme la fusion de plusieurs vagues, comme cela semble s’être produit en 2011. À l’approche des côtes, une vague de tsunami peut ainsi être soit être atténuée, ou bien amplifiée.

Le volcan Hunga Tonga est situé à environ 70 kilomètres des îles Tonga. C’est probablement cette distance qui a permis d’éviter le pire. La hauteur maximale mesurée sur les côtes a été d’un peu moins d’1,50 mètre, ce qui a tout de même été suffisant pour causer d’importants dégâts.

L’éruption du volcano tongien Hunga Tonga-Hunga Ha’apai et la vague de tsunami qui a suivi montrent la nécessité de développer la surveillance des volcans sous-marins qui est très imparfaite à l’heure actuelle. Comme je le fait souvent remarquer, nous connaissons mieux la surface de la planète Mars que le fond de nos océans. Le récent événement aux Tonga nous rappelle que les volcans sous-marins représentent une menace au moins aussi sérieuse que les puissants séismes. Si le Hunga Tonga avait été situé à proximité des côtes, la situation aurait été dramatique.

Source: Yahoo News, Futura Science.

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The eruption of the Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano in January 2022 will go down in history. It was one of the most powerful eruptions of the last decades and it allowed scientists to improve their knowledge because they were able to collect a large amount of information. I developed this aspect of the eruption inposts published on January 24th and March 6th, 2022.
When exploding, the underwater volcano caused a tsunami which spread rapidly in all the oceans of the globe. The wave travelled at record speed thanks to the acoustic gravity waves generated by the explosion. The scientists explain that a resonance phenomenon made it possible to amplify the tsunami and to make the wave travel at a speed much higher than conventional tsunamis.
Another peculiarity of the tsunami wave was its height. According to a recent study published in the journal Ocean Engineering, it probably reached a height of 90 meters at its starting point, about nine times the height of the tsunami that hit the coasts of Japan on March 11th, 2011, with the disaster at the Fukushima nuclear power plant. This last tsunami was caused by a very powerful earthquake along the Japanese coast. Another powerful tsunami also hit Chile in 1960. Whether in Japan or Chile, the initial height of the wave was estimated at ten meters or so, in other words nothing compared to that generated during the eruption of Hunga Tonga-Hunga Ha’apai.
The 2011 and 1960 tsunamis, however, were far more devastating and deadly. More than 18,000 people died in 2011, while the Hunga Tonga tsunami caused the deaths of only a few people. Scientists take into account several parameters to explain this difference in the number of casualties. There is the distance between the source of the tsunami and the land, the morphology of the ocean floor and the coastline, but also other factors, such as the merger of several waves, as it seems to have happened in 2011. When it approaches the coast, a tsunami wave can thus either be attenuated or amplified.
The Hunga Tonga volcano is located about 70 kilometers from the Tonga Islands. It is probably this distance that made it possible to avoid the worst. The maximum height measured on the coast was just under 1.50 meters, which was still sufficient to cause significant damage.
The eruption of the Tongan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai volcano and the tsunami wave that followed show the need to develop monitoring of submarine volcanoes which is very imperfect at present. As I often point out, we know the surface of Mars better than the bottom of our oceans. The recent event in Tonga reminds us that underwater volcanoes pose at least as serious a threat as powerful earthquakes. If Hunga Tonga had been located near the coast, the situation would have been disastrous.
Source: Yahoo News, FuturaScience.

Vue du cratère creusé par l’explosion (Source: Tonga Geological Services)

Fort risque sismique en Méditerranée?

C’est bien connu, la presse a ses marottes, avec des sujets qui ressortent de temps à autre, histoire de titiller les angoisses des lecteurs. Ces derniers jours, Le Figaro titrait :  » Le volcanisme sous-marin, menace oubliée en Méditerranée »; La Croix annonçait qu’ en Méditerranée, il y avait « un risque certain de tsunami dans les trente ans », information confirmée par le journal Libération. A l’heure où nous ne sommes pas fichus de prévoir, même à très court terme séismes et éruptions volcaniques, de telles affirmations prêtent à sourire, voire carrément à rire. Comme disait ma grand-mère, c’est gratuit et ça ne coûte pas cher.

On notera au passage que personne n’a vu venir les deux séismes de M 5,9 et M 4,5 qui ont tué plus d’un millier de personnes en Afghanistan le 22 juin 2022 !

C’est une déclaration en provenance de l’Unesco qui a déclenché cette avalanche d’articles. L’institution nous rappelle que le risque sismique est très peu considéré autour de la Méditerranée et qu’il est ignoré par beaucoup de personnes. Pourtant, le 16 octobre 1979, un raz-de-marée a été déclenché par un glissement de terrain à Nice. Il faut toutefois remarquer que cet événement était lié à l’effondrement d’une partie de l’extension de l’aéroport en cours de travaux. Le tsunami avait donc une cause largement humaine. Il a frappé la côte niçoise, faisant une dizaine de morts. D’autres événements similaires, mais d’origine naturelle, ont eu lieu en Algérie en 2003, et sur l’île grecque de Samos en 2020.

Selon un scientifique mandaté par l’UNESCO, «il y a 100 % de chances qu’un tel phénomène ait lieu en Méditerranée au cours des trente prochaines années.» Face à cette menace, l’institution onusienne a appelé, le 21 juin 2022, les pouvoirs publics à mettre en œuvre des mesures de sensibilisation, d’alerte et de prévention afin de s’assurer que les communautés côtières soient prêtes à réagir face à de tels phénomènes.

Il est indéniable que le risque tsunami existe en Méditerranée, tout comme le risque volcanique auquel il peut être lié, comme on l’a vu à Stromboli en décembre 2002. D’autres volcans se cachent sous la mer à proximité de la Sicile et de la côte italienne. Ils ont pour noms Panarea, Marsili – le plus grand volcan sous-marin d’Europe et de Méditerranée, dans la mer Tyrrhénienne entre Palerme et Naples – ou Empedocle dans le Canal de Sicile – entre la Sicile et la Tunisie -, un volcan sous-marin d’une trentaine de kilomètres de diamètre à sa base et dont le Ferdinandea n’est que l’un des cônes éruptifs. Dans une note publiée le 23 janvier 2022, je rapportais les paroles de Boris Behncke (INGV Catane) à propos de ce volcan dont le système éruptif a été décrit par les scientifiques comme « un grand relief sous-marin qui s’élève sur les fonds marins à une profondeur de 250 à 500 m, et sur lequel sont implantés des dizaines d’édifices volcaniques bien structurés de dimensions très variables, souvent alignés selon l’orientation NNO du Canal de Sicile. » Selon Boris, s’il n’y a pas de danger imminent, il est également vrai qu’il y a toujours la possibilité d’une forte éruption sous-marine avec un risque significatif de tsunami.

Dégâts causés par le tsunami de 2002 à Stromboli (Photo: C. Grandpey)

Le séisme le plus puissant de l’Histoire // The most powerful earthquake in History

Ce n’est pas de la volcanologie, mais la nouvelle présente un intérêt certain d’un point de vue géologique, tectonique et humain.

Jusqu’à présent, le séisme de Valdivia en 1960 au Chili – avec une magnitude de M 9,4 à 9,6 selon les centres de mesure – était considéré comme l’événement de ce type le plus puissant jamais observé sur Terre. Pourtant, une équipe d’archéologues a découvert au Chili les preuves d’un séisme encore plus puissant. Une nouvelle étude publiée dans Science Advances explique qu’un méga-séisme s’est produit dans ce pays il y a environ 3 800 ans. L’événement fut si terrible qu’il a conduit à l’abandon des régions côtières concernées pendant près de 1 000 ans.
Ce très puissant séisme a été causé par une énorme rupture qui a fait se soulever le littoral de la région. L’événement a eu lieu dans ce qui est aujourd’hui le nord du Chili. Le méga-séisme n’a pas seulement secoué toute cette région; il a également déclenché un très puissant tsunami avec des vagues atteignant 20 mètres de hauteur.
Les chercheurs pensent que le tsunami causé par le méga-séisme a atteint la Nouvelle-Zélande, à près de 9 600 km de sa source. Les vagues du tsunami étaient si puissantes qu’elles ont projeté des rochers côtiers de la taille de voitures à des centaines de kilomètres à l’intérieur des terres.
Ce séisme bat le précédent record. Comme indiqué plus haut, la magnitude du tremblement de terre de Valdivia dans le sud du Chili en 1960 a été évaluée à l’époque entre M 9,4 et 9,6. Le séisme de Valdivia a tué jusqu’à 6 000 personnes et propulsé des tsunamis à travers l’océan Pacifique.
À titre de comparaison, les chercheurs pensent que le méga-séisme chilien d’il y a 3800 ans avait une magnitude d’environ M 9,5. La rupture qui l’a provoqué était longue d’environ 1000 km, contre 800 km pour le séisme de Valdivia.
Le désert d’Atacama est l’un des environnements les plus secs et les plus hostiles au monde et il a toujours été difficile d’y trouver des preuves de tsunamis. Cependant, les auteurs de l’étude ont découvert des traces de sédiments marins et d’êtres vivants qui se trouvaient dans la mer avant d’être projetées à l’intérieur des terres. Les chercheurs ont trouvé tous ces éléments très haut et loin à l’intérieur des terres. Ce n’était donc pas une tempête qui les avait déposés ici.
Au moment où le méga-séisme chilien a fait fuir les habitants de la côte il y a plus de 3 000 ans, les îles qu’il a touchées dans le Pacifique Sud étaient alors inhabitées. Aujourd’hui, ces mêmes îles sont des lieux touristiques populaires très fréquentés. Cela signifie que si un nouveau séisme ou un nouveau tsunami devait se produire, les conséquences pourraient être catastrophiques.
Source, BGR, Yahoo Actualités.

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This is not volcanology, but the piece of news is interesting from a geological, tectonic and human point of view.

Up to now, the 1960 Valdivia earthquake in Chile – with a magnitude of M 9.4- 9.6 – was the most powerful event of the kind that ever happened on Earth. A group of archaeologists has found evidence of a larger megaquake in human history. A new study featured in Science Advances explains that a newly discovered Chile megaquake took place around 3,800 years ago. It was so terrible that it led to the abandonment of nearby coastlines for almost 1,000 years.

The massive earthquake was caused by a huge rupture that lifted the region’s coastline. It took place in what is now northern Chile. The Chile megaquake did more than just shake the land in the area. It also created a massive tsunami with waves as high as 20 meters.

Researchers believe the tsunami caused by the Chile megaquake travelled all the way to New Zealand, almost 9,600 km from the point of origin. The tsunami waves were so powerful, they flung coastal boulders the size of cars hundreds of kilometers inland.

This newly discovered earthquake beats the previous record for the largest earthquake recorded. The Valdivia earthquake took place in 1960. At the time, records picked up a massive quake in southern Chile that had a magnitude between 9.4 and 9.6. The Valdivia earthquake killed up to 6,000 people and sent tsunamis out across the Pacific Ocean.

For comparison, researchers believe the new Chile megaquake hit with a magnitude of M 9.5. The rupture it created was roughly 1,000 km long, compared to the 800-kilometer-long rupture made by the Valdivia earthquake.

The Atacama Desert is one of the driest, most hostile environments in the world and finding evidence of tsunamis there has always been difficult. However, the authors of the study found evidence of marine sediments and a lot of beasties that would have been living quietly in the sea before being thrown inland. The researchers found all these features very high up and a long way inland so it could not have been a storm that left them there.

While the Chile megaquake drove the inhabitants away from the coast when it hit over 3,000 years ago, the islands it affected in the South Pacific were uninhabited at that time. Now the islands are popular tourist locations. And a lot of people congregate there. That means that any tsunamis or earthquakes that hit the area could be catastrophic.

Source, BGR, Yahoo News.

Carte des zones impactées par le tsunami de Valdivia (Source: NGDC

Tsunami de l’éruption aux Tonga: pourquoi les prévisionnistes se sont trompés // Tonga eruption tsunami : why forecasters were mistaken

L’éruption volcanique du 15 janvier aux Tonga a déclenché une onde de choc atmosphérique qui s’est propagée à une vitesse proche de lcelle du son, poussant devant elle de puissantes vagues à travers le Pacifique, jusqu’aux côtes du Japon et du Pérou, à des milliers de kilomètres.
Les modèles de prévision et les systèmes d’alerte, conçus principalement pour évaluer les vagues déclenchées par les séismes conventionnels, ont été déconcertés par l’événement de Tonga et ont donc commis des erreurs. Ils n’ont pas tenu compte de l’effet amplifiant de l’onde de choc. On se rend donc compte du point faible ces systèmes qui ont été incapables de prévoir avec précision à quel moment les vagues toucheraient terre.
L’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai a déclenché un tsunami qui a détruit des villages et coupé les communications dans l’archipel des Tonga et ses 105 000 habitants. Trois personnes ont été tuées. Ce bilan est faible car la population est bien préparée pour faire face à un tsunami. Les habitants sont même probablement parmi les mieux préparés pour affronter les catastrophes naturelles, avec des années d’exercices tsunami: C’est pourquoi de nombreuses personnes ont su se réfugier sur des endroits plus élevés.
S’agissant du Pérou, le manque d’informations précises a peut-être contribué à la mort de deux personnes qui se sont noyées dans des vagues inhabituellement hautes, ainsi qu’à la marée noire majeure qui a souillé le littoral près de la raffinerie de La Pampilla.
Les scientifiques expliquent qu’ils doivent maintenant réévaluer le risque tsunami pour d’autres volcans dans le monde. Par exemple, ils pensaient que le volcan sous-marin Kick’em Jenny ne posait qu’un risque de tsunami pour l’île voisine de la Grenade, dans les Caraïbes. Mais la vague pourrait très bien affecter l’ensemble des Caraïbes et du golfe du Mexique, et peut-être même l’océan Atlantique à grande échelle, si un événement de type Tonga devait se produire.
Les tsunamis déclenchés par des éruptions volcaniques sont rares dans l’histoire moderne. L’onde de choc générée par le volcan des Tonga compte parmi les plus importantes jamais enregistrées; elle est similaire à celle produite par l’éruption du Krakatoa en 1883.
Avant le tsunami de 2018 qui a suivi l’éruption de l’Anak Krakatau, un tsunami déclenché par un volcan ne s’était pas produit dans l’océan depuis plus d’un siècle. A côté de cela, 90 % des tsunamis sont déclenchés par des séismes classiques. En conséquence, les systèmes d’alerte aux tsunamis sont programmés pour donner la priorité aux événements sismiques classiques. Les instruments disposés sur le plancher océanique surveillent les variations anormales de la hauteur des vagues; ils envoient des informations par balises de surface, puis par satellite, à un centre d’alerte pour évaluation.
Le Pacific Tsunami Warning Center à Hawaï a tout d’abord mis en garde contre des vagues dangereuses à moins de 1 000 km de l’éruption des Tonga. Cependant, leur bulletin émis par le Centre expliquait qu' »en raison de la source volcanique, nous ne pouvons pas prévoir l’amplitude des tsunamis ni jusqu’où le risque de tsunami peut s’étendre ». Quelque 10 heures plus tard, l’alerte a été mise à jour et incluait une menace possible pour le Pérou, une évolution surprenante étant donné que le tsunami près des Tonga était relativement faible.
Entraînées par la gravité, les vagues de tsunami se déplacent à environ 200 mètres par seconde. Cependant, l’onde de choc générée par le volcan des Tonga s’est déplacée à plus de 300 mètres par seconde et était si puissante qu’elle a fait résonner l’atmosphère comme le fait une cloche.
Grâce au transfert de cette énergie de l’atmosphère vers l’océan, l’onde de choc a amplifié les vagues océaniques dans le monde entier, les a repoussé plus loin et accéléré leur vitesse de déplacement, un phénomène pour lequel les centres d’alerte aux tsunamis se sont pas équipés.
Source : Reuters, Yahoo Actualités.

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The January 15th volcanic eruption in Tonga unleashed an atmospheric shockwave that radiated out at close to the speed of sound, pushing large waves across the Pacific to the shores of Japan and Peru, thousands of kilometres away.

Forecasting models and warning systems, designed primarily to assess earthquake-triggered waves were disconcerted by the tonga event. They did not account for the boosting effects of the shockwave. It was a critical flaw in these systems, leaving them unable to predict exactly when the waves would hit land.

The Hunga Tonga-Hunga Ha’apai eruption triggered a tsunami that destroyed villages and knocked out communications for the South Pacific nation of about 105,000 people. Three people have been reported killed. However Tongans were well equipped to deal with the tsunami. They are also considered among the most prepared for natural disasters, with years of tsunami drills so that many people knew to evacuate to higher ground.

But for faraway Peru, for example, the lack of accurate information may have contributed to the death of two people who drowned in unusually high waves, as well as the major oil spill near La Pampilla refinery.

Experts say they need to re-evaluate tsunami hazards for other volcanoes around the world. For example, the Kick’em Jenny underwater volcano is thought to pose only a regional tsunami risk to the neighboring Caribbean island of Grenada. But it may very well affect the entire Caribbean and Gulf of Mexico, and possibly even the Atlantic and global oceans, if a Tonga-type event were to happen.

Volcano-triggered tsunamis have been rare in modern history, and the shockwave from Tonga’s volcano was among the largest ever recorded, similar to the one produced by the 1883 eruption of Krakatoa.

Prior to the 2018 tsunami that followed the eruption of Anak Krakatau, a tsunami set off by a volcano had not happened in the ocean in more than a century. Rather, 90 percent of tsunamis are triggered by earthquakes. As a consequence, tsunami warning systems are programmed to prioritize seismic events. Seafloor instruments monitor for irregular changes in wave height, sending information by surface buoy and then satellite to a warning centre for assessment.

The Pacific Tsunami Warning Center in Hawaii initially warned of dangerous waves within 1,000 km of the Tonga eruption. However, their bulletin noted that « due to the volcano source we cannot predict tsunami amplitudes nor how far the tsunami hazard may extend. » Roughly 10 hours later, the warning was updated to include a possible threat to Peru, a surprising development given that the tsunami near Tonga was relatively small.

Tsunami waves, driven by gravity, travel at around 200 metres per second. However, the shockwave from Tonga’s volcano moved at more than 300 metres per second and was so powerful that it caused the atmosphere to ring like a bell.

Through the transfer of this energy from the atmosphere to the ocean, the shockwave amplified ocean waves around the world, pushing them farther afield and accelerating their travel time – something tsunami warning centres were not equipped to handle.

Source: Reuters, Yahoo News.

L’éruption du 15 janvier 2022 vue depuis l’espace (Source: Japan Meteorological Agency)