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12.1.4 : Tsunamis - Géosciences

12.1.4 : Tsunamis - Géosciences


Les tsunamis occupent une place importante dans la culture populaire, mais il existe un certain nombre d'idées fausses sur ces grandes vagues. Deuxièmement, la vague géante et bouclée qui est plus haute que les gratte-ciel et détruit les villes dans les films de science-fiction est également une fabrication, car les tsunamis ne se comportent pas de cette façon, comme décrit ci-dessous.

Les tsunamis sont de grosses vagues qui sont généralement le résultat d'une activité sismique, telle que la montée ou la chute du fond marin en raison de tremblements de terre, bien que l'activité volcanique et les glissements de terrain puissent également provoquer des tsunamis sous la forme de vagues de projection. Au fur et à mesure que le fond marin monte ou descend, la colonne d'eau au-dessus fait de même, créant des vagues. Seules les perturbations sismiques verticales provoquent des tsunamis, pas des mouvements horizontaux. Ces mouvements verticaux du fond marin ont généralement une hauteur inférieure à 10 m, de sorte que la vague résultante sera d'une hauteur égale ou inférieure en mer. Alors que les tsunamis ont une hauteur relativement faible au point d'origine, ils ont des longueurs d'onde très longues (100-200 km). En raison de la grande longueur d'onde, ils se comportent comme des vagues d'eau peu profonde dans tout l'océan ; la profondeur de l'océan est toujours inférieure à la moitié de leur longueur d'onde. En tant que vagues peu profondes, leur vitesse dépend de la profondeur de l'eau, mais elles peuvent toujours se déplacer à des vitesses supérieures à 750 km/h (Figure (PageIndex{1})) !

Lorsque les tsunamis s'approchent de la terre, ils se comportent comme n'importe quelle autre vague ; à mesure que la profondeur diminue, les vagues ralentissent et la hauteur des vagues commence à augmenter. Cependant, contrairement à la croyance populaire, les tsunamis n'arrivent pas sur le rivage sous forme de vagues géantes en crête. Étant donné que leur longueur d'onde est si longue, il est impossible que leur hauteur dépasse 1/7 de leur longueur d'onde, de sorte que les vagues ne se courbent pas ou ne se cassent pas. Au lieu de cela, ils frappent généralement le rivage sous forme de poussées d'eau soudaines provoquant une augmentation très rapide du niveau de la mer, comme celle d'une énorme augmentation de la marée. Le passage de la vague peut prendre plusieurs minutes, pendant lesquelles le niveau de la mer peut monter jusqu'à 40 m plus haut que d'habitude.

De grands tsunamis se produisent tous les 2-3 ans, avec des événements très importants et dommageables tous les 15-20 ans. Le tsunami le plus dévastateur en termes de pertes humaines est le résultat d'un tremblement de terre de magnitude 9 en Indonésie en 2004 (Figure (PageIndex{2})), qui a créé des vagues atteignant 33 m de haut et fait environ 230 000 morts en Indonésie, Thaïlande et Sri Lanka. En 2011, un séisme de magnitude 9,0 au Japon a déclenché un tsunami atteignant 40,5 m de haut, qui a fait plus de 18 000 morts. Ce tremblement de terre a également causé l'accident nucléaire de Fukishima et a rapproché le Japon d'environ 20 pouces des États-Unis.


4. Mexique : Impact-Tsunami à la rescousse

Figure 10. A. Localités avec des sphérules d'impact entourant le cratère d'impact Chicxulub. B. Sphérules d'impact dans les sédiments du Maastrichtien supérieur au nord-est du Mexique. Le dépôt s'est produit dans les chenaux sous-marins. De Keller et al., 2009.

Le contrôle de l'âge peu concluant du cratère de Chicxulub au début des années 1990 a placé la charge de la preuve sur les sections avec éjecta d'impact (par exemple, l'iridium, les sphérules de verre à impact) entourant le golfe du Mexique. Mais là aussi, les problèmes étaient apparents dès le début. La première découverte de sphérules de verre à impact dans le nord-est du Mexique est venue d'El Mimbral et d'El Peñon, puis de plus de 65 autres localités (Fig. 10).

Dans presque toutes les localités, un épais complexe de grès remplit les canaux sous-marins le long de la pente du golfe ouest du Mexique où les sédiments érodés de la Sierra Madre orientale montante sont transportés dans le golfe et transportés vers le bas par des canaux sous-marins. Les canaux ont généralement une largeur d'environ 100 à 300 m et peuvent être tracés latéralement en affleurements. Le dépôt de sédiments est similaire dans la plupart des canaux et généralement divisé en trois distincts : L'unité 1 à la base se compose d'une glauconite et de débris riches en sphérules d'impact enrichis de foraminifères benthiques d'eau peu profonde, de bois et de plantes. L'unité centrale 2 est constituée de grès épais. L'unité supérieure 3 est constituée d'une alternance de couches de sable et de schiste marneux (fig. 11, 12, 13). Les trois unités forment ensemble un complexe de grès, qui est communément appelé dépôt « impact-tsunami » par les partisans de cette hypothèse.

Figure 11. Complexe de grès à El Mulato.

La première découverte du complexe de grès avec des sphérules d'impact (unité 1) au Mexique a eu lieu à El Mimbral (Alvarez et al., 1992 Smit et al., 1992). Par la suite, la meilleure localité a été découverte à El Penon. De nombreuses localités ont été découvertes avec de multiples couches de sphérules d'impact toujours dans le Maastrichtien supérieur et à la base de canaux sous-marins (par exemple, El Penon, La Lajilla, El Mulato, Loma Cerca, Mesa Juan, La Sierrita et bien d'autres). La plupart des localités présentent une lithologie et une biostratigraphie similaires et toutes ont des sphérules d'impact dans le dernier Maastrichtien sous le KTB.

Figure 12. Sphérules d'impact de Chicxulub dans les dépôts de chenaux sous-marins du Maastrichtien tardif au nord-est du Mexique. Notez que ces couches de sphérules à impact multiple sont généralement retravaillées à partir de zones littorales peu profondes, à l'exception des gisements les plus profonds, comme à El Penon, qui ne montrent aucun débris d'eau peu profonde. De Keller, 2009.

Figure 13. Affleurement d'El Penon montrant une couche inférieure et supérieure de sphérules d'impact séparées par du calcaire sableux (gros plan en haut à droite) avec de rares terriers en forme de J remplis de sphérules d'impact (en bas à droite). De Keller et al., 2004.

À El Mimbral et El Penon, une unité 1 riche en glauconite et en sphérules d'impact se trouve à la base d'un complexe gréseux qui remplit des chenaux sous-marins à une paléoprofondeur d'environ 500 m. Cette unité1 a une épaisseur d'environ 1 m mais est séparée en deux couches par un calcaire sableux de 25 cm d'épaisseur avec une surface d'érosion ondulée au sommet et des terriers occasionnels en forme de J remplis de sphérules d'impact (Fig. 13). Au-dessus du complexe de grès, une petite anomalie Ir a été détectée à El Mimbral au niveau d'une couche redox coïncidant avec l'extinction massive des foraminifères planctiques (Keller et al., 1994b).

Si l'impact de Chicxulub a causé l'extinction de masse du KTB et l'anomalie Ir, alors les sphérules d'impact devraient être à proximité stratigraphique. Au lieu de cela, à toutes les localités, ils sont largement séparés de 4 m à 12 m. Comment concilier cette séparation stratigraphique ?

Simple. Supposons que les sphérules, l'anomalie Ir et l'extinction massive proviennent du même événement, alors le complexe de grès doit être interprété comme déposé en même temps par un tsunami généré par l'impact (Alvarez et al., 1992 Smit et al., 1992 , 1996 Smit, 1999). Selon ce scénario, les sphérules ont plu du ciel quelques minutes à quelques heures après l'impact et se sont déposées au fond de l'océan. En quelques heures, les vagues de tsunami générées par l'impact ont causé d'énormes destructions, un effondrement des marges et des affaissements autour du golfe du Mexique, déposant l'énorme unité de grès. En quelques jours, les vagues décroissantes du tsunami ont déposé une alternance de couches de limon et de schiste marneux. Enfin le règlement des amendes et de l'iridium marque le KTB et revient à des conditions normales. Une interprétation du tsunami avait déjà été proposée pour le complexe de grès et la petite anomalie d'Ir qui sous-tendent l'extinction massive le long de la rivière Brazos au Texas (Bourgeois et al., 1988). Tout était magnifiquement simple et intuitivement sensé. Mais y avait-il des preuves pour cela ?

Figure 14. L'interprétation communément citée de l'impact du tsunami de Smit et al., 1992 et Schulte et al., 2010. Les preuves contredisent ce scénario.


RÉSONANCE DU TSUNAMI DANS LA BAIE ET ​​LE PORT DE PALMA DE MAJORQUE INDUITE PAR LE TREMBLEMENT DE TERRE ALGÉRIEN DE BOUMERDES-ZEMMOURI 2003 (MÉDITERRANÉE OCCIDENTALE)

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Voir la vidéo: TSUNAMI Height Comparison. 3D