Qu’est-ce qu’un tsunami ? Des vagues très longues nées d’une poussée de l’océan
Un tsunami est une série de vagues océaniques extrêmement longues, causée par un déplacement brusque et important de la mer, le plus souvent par un grand séisme sous le fond marin ou près de lui. En eau profonde, ces vagues peuvent filer à plus de 800 km/h (500 mph) tout en restant sous un mètre de haut ; près de la côte, elles ralentissent à la vitesse d’une voiture et grandissent, et la première vague n’est pas toujours la plus grande. Le nom vient du japonais, « tsu » pour port et « nami » pour vague, et les tsunamis n’ont rien à voir avec les marées.
Un tsunami ne ressemble en rien à une vague de surf, et c’est la première chose qui surprend. Ce guide explique ce qui en déclenche un, pourquoi une vague qu’aucun navire ne remarque en pleine mer devient dangereuse sur une plage, quelles sont la vitesse et la hauteur réelles des tsunamis, comment on les détecte et ce que disent les services officiels, comme la NOAA et Ready.gov, des signes naturels d’alerte. C’est une information générale ; sur votre propre côte, suivez les consignes de votre service d’urgence local et ses cartes d’évacuation.
Idées essentielles
- Un tsunami est une série de vagues très longues causée par un déplacement brusque et important de l’océan ; environ 88 % des cas de la base de données de la NOAA venaient de séismes ou de glissements de terrain déclenchés par eux.
- La vitesse dépend de la profondeur : la racine carrée de la gravité multipliée par la profondeur donne plus de 800 km/h en plein océan, où la vague dépasse rarement 1 m, et seulement 30 à 50 km/h près de la terre, où elle grandit.
- Un tsunami est un train de vagues qui peut durer des heures, avec des courants dangereux pendant des jours ; la première vague peut ne pas être la plus grande.
- Le plus meurtrier jamais enregistré, au large de Sumatra le 26 décembre 2004 (magnitude 9,1), a fait environ 230 000 morts dans 15 pays ; celui du Japon en 2011 (aussi 9,1) a tué la plupart de ses 18 457 victimes.
- Les signes naturels sont des secousses fortes ou longues, un grondement de la mer ou l’eau qui monte ou se retire brusquement : gagnez aussitôt les hauteurs à l’intérieur des terres, sans attendre une sirène.
La réponse courte : un train de vagues né d’une poussée brusque
La NOAA définit un tsunami comme une série de vagues extrêmement longues causée par un déplacement brusque et important de l’océan. La cause de loin la plus courante est un séisme sous le fond marin ou près de lui : quand le fond monte ou descend, l’eau au-dessus bouge aussi, et tandis qu’elle monte et descend pour retrouver son équilibre, le tsunami rayonne dans toutes les directions. Parmi les événements de la base de données mondiale des tsunamis historiques, 88 % ont été causés par des séismes ou par des glissements de terrain qu’ils avaient déclenchés.
Tous les séismes n’en produisent pas. La plupart des tsunamis naissent de séismes de magnitude supérieure à 7,0 qui se produisent sous l’océan ou tout près, généralement dans des zones de subduction, où une plaque plonge sous une autre, et à moins de 100 km de profondeur. En général, un séisme doit dépasser la magnitude 8,0 pour produire un tsunami dangereux sur des côtes lointaines. Entre 10 et 15 % des tsunamis destructeurs viennent de séismes décrochants, où le sol bouge latéralement, et ils n’affectent d’ordinaire que les côtes proches de la source.
D’autres causes peuvent aussi pousser la mer. Des glissements de terrain sous-marins ou côtiers peuvent envoyer des vagues sur le rivage en quelques minutes. L’activité volcanique l’a fait au Krakatoa en 1883, quand des vagues de 135 pieds (environ 41 m) ont tué plus de 34 000 personnes. Des systèmes orageux rapides peuvent créer de petits « météotsunamis », et un grand astéroïde ou une comète tombant dans l’océan le pourrait aussi. Parler de « raz de marée » est une erreur, car les marées viennent de l’attraction du Soleil et de la Lune et n’ont rien à voir.
À quelle vitesse et jusqu’à quelle hauteur va un tsunami ?
La vitesse d’un tsunami ne dépend que de la profondeur de l’eau, pas de la distance parcourue : c’est la racine carrée de la gravité multipliée par la profondeur. Par 4 000 m d’eau, cela donne la racine de 9,8 × 4 000, environ 200 m/s ou 700 km/h ; la NOAA donne environ 475 mph, soit à peu près 765 km/h, pour 15 000 pieds. En plein océan, les tsunamis peuvent dépasser 800 km/h, comme un avion à réaction, et traverser un océan entier en moins d’une journée. Des îles Aléoutiennes à Hawaï, il faut environ cinq heures.
En eau profonde, la vague passe presque inaperçue : la longueur d’onde, la distance entre les crêtes, peut atteindre des centaines de kilomètres, et la hauteur dépasse rarement un mètre, si bien que les navires en mer ne remarquent pas un tsunami qui passe sous leur coque. Les vagues du vent ont une longueur d’onde de 90 à 180 mètres et une période de 5 à 20 secondes ; un tsunami a une période de 5 minutes à 2 heures et met en mouvement toute la colonne d’eau, de la surface au fond, et pas seulement la surface.
Près de la terre, l’eau devient peu profonde, le front ralentit à 30 ou 50 km/h environ, la longueur d’onde raccourcit et la hauteur augmente. La plupart des tsunamis font moins de 3 m à l’arrivée, mais dans des cas extrêmes ils peuvent dépasser 30 m. Un grand tsunami peut inonder des terres basses sur plus de 1,6 km à l’intérieur. Sur la côte, il ressemble rarement à une haute vague déferlante. La NOAA dit qu’il peut ressembler à une inondation qui monte vite ou à un mur d’eau, et que la mer se retire parfois d’abord si loin que le fond, les récifs et les poissons sont à découvert, comme à marée très basse.
Les grands tsunamis en chiffres
Le 26 décembre 2004, un séisme de magnitude 9,1 au large du nord de Sumatra a généré le tsunami le plus meurtrier de l’histoire. Ses effets ont été ressentis dans 15 pays d’Asie du Sud-Est et du Sud et d’Afrique de l’Est et australe, avec environ 230 000 morts et 1,7 million de déplacés. Sur la côte de Sumatra, les vagues ont atteint environ 167 pieds (environ 51 m) et pénétré jusqu’à 3 miles (environ 5 km) à l’intérieur des terres. La NOAA précise que l’ampleur des pertes tient en partie à l’absence, à l’époque, de système officiel d’alerte aux tsunamis dans l’océan Indien. La photographie en tête de ce guide montre ce tsunami arrivant à Ao Nang, en Thaïlande.
Le 11 mars 2011, un séisme de magnitude 9,1 au large de Honshu, au Japon, a produit un tsunami d’environ 128 pieds (environ 39 m) de haut qui a pénétré de près de 5 miles (environ 8 km) à l’intérieur des terres. Il a déplacé plus de 500 000 personnes, et la plupart des 18 457 morts sont dues au tsunami. En dehors du Japon, il y a eu très peu de pertes humaines grâce aux alertes et aux évacuations, mais aux États-Unis il y a eu plus de 91 millions de dollars de dégâts et un mort.
Où se produisent-ils ? Sur 754 événements confirmés entre 1900 et 2015, environ 78 % ont eu lieu dans l’océan Pacifique, autour de la Ceinture de feu, géologiquement active, et environ 21 % de tous les tsunamis depuis 1900 ont été générés au large du Japon. Les tsunamis qui causent des dégâts ou des morts près de leur source surviennent environ deux fois par an ; ceux qui causent des dégâts sur des côtes lointaines, à plus de 1 000 km, environ deux fois par décennie. Il n’y a pas de saison des tsunamis : il peut en arriver un à n’importe quelle époque de l’année et par tous les temps.
Comment on détecte les tsunamis, et les signes naturels d’alerte
La NOAA exploite deux centres d’alerte aux tsunamis, en service jour et nuit. Le premier signe d’un tsunami possible est généralement un séisme, et les ondes sismiques voyagent environ 100 fois plus vite que les tsunamis ; les centres connaissent donc le lieu, la profondeur et la magnitude du séisme avant que l’eau n’arrive. Ils vérifient ensuite les données de niveau d’eau, surtout celles des systèmes DART : un enregistreur de pression ancré au fond de l’océan perçoit le passage de la vague et la transmet, par liaison acoustique, à une bouée de surface qui la relaie par satellite. En 2016, les États-Unis disposaient de 39 systèmes de ce type dans les océans Pacifique et Atlantique et en mer des Caraïbes.
La difficulté se situe près des sources. Un tsunami local peut atteindre la côte en moins d’une heure, et un tsunami dû à un glissement de terrain en quelques minutes, si bien qu’il peut ne pas y avoir le temps d’une prévision officielle détaillée. Ready.gov conseille donc aux habitants du littoral d’apprendre les signes naturels : un séisme, un fort grondement de l’océan et un comportement inhabituel de la mer, comme une montée soudaine ou un mur d’eau, ou un retrait brusque qui laisse le fond à découvert.
Le conseil officiel est bref. En cas de séisme dans une zone à tsunami, protégez-vous d’abord : baissez-vous, couvrez-vous et tenez-vous. Quand les secousses cessent, s’il y a des signes naturels ou une alerte officielle, gagnez aussitôt les hauteurs, aussi loin que possible à l’intérieur des terres, sans attendre ni sirène ni ordre. Ready.gov propose des abris à au moins 100 pieds (30 m) au-dessus du niveau de la mer ou à au moins un mile (1,6 km) à l’intérieur, et rappelle que les itinéraires d’évacuation sont souvent signalés par une vague et une flèche vers les hauteurs. Écoutez les autorités locales et ne revenez pas avant qu’elles disent que c’est sûr, car les vagues continuent d’arriver, et évitez l’eau d’inondation, qui peut cacher des débris et des dangers électriques.
Comment le VJOURNAL SMART BOOK le montre
Le chapitre « Les séismes » du SMART BOOK gratuit « Tout sur tout », tome II, sur VITON13 SCHOOL se termine par le moment « Une vague qui traverse un océan ». Vous y retrouvez la règle de la racine carrée de ce guide, avec l’exemple travaillé d’un océan de 4 000 mètres de profondeur, et le conseil officiel de gagner aussitôt les hauteurs si le sol tremble fortement près de la côte.
Les moments précédents du chapitre montrent ce qui soulève le fond marin : une image 3D vivante de deux plaques et d’une faille qui se bloque puis glisse, et un bac à sable où l’on choisit une magnitude et la compare à l’échelle. Un quiz de trois questions et des sources à ouvrir concluent le chapitre.
En mots simples
Appuyez sur un bout d’une baignoire pleine d’eau : une longue vague basse parcourt la baignoire. Un tsunami, c’est la même chose à l’échelle de la planète : le fond marin se soulève, toute la colonne d’eau au-dessus reçoit une poussée et un train de longues vagues basses part dans toutes les directions. En pleine mer, il est doux ; près du rivage, où l’eau est peu profonde, la même énergie est comprimée dans un mur plus haut et plus lent.
À vous de jouer
Ouvrez le chapitre « Les séismes » du SMART BOOK « Tout sur tout », tome II, lisez le moment « Une vague qui traverse un océan » et calculez la vitesse du tsunami pour une eau de 4 000 mètres de profondeur.
Résultat attendu
La racine carrée de 9,8 × 4 000 vaut environ 200 m/s, soit à peu près 700 km/h, aussi vite qu’un avion de ligne.
Vérifiez votre réponse: Avec la même règle, quelle est la vitesse d’un tsunami dans une eau de seulement 10 mètres de profondeur, près du rivage ?
Environ 10 m/s, soit autour de 36 km/h : la racine carrée de 9,8 × 10 vaut environ 9,9, si bien que la vague ralentit à la vitesse d’une voiture en ville.
Questions et réponses
Un tsunami, est-ce la même chose qu’un raz de marée ?
Non. Les océanographes déconseillent le nom « raz de marée » parce que les marées ont peu à voir avec les tsunamis. Les marées viennent de l’attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune ; un tsunami vient d’un déplacement brusque et important de l’océan, le plus souvent un séisme.
Qu’est-ce qui cause la plupart des tsunamis ?
De grands séismes sous le fond marin ou près de lui, généralement dans des zones de subduction. Parmi les événements de la base de données mondiale des tsunamis historiques de la NOAA, 88 % ont été générés par des séismes ou par des glissements de terrain qu’ils avaient déclenchés. D’autres causes sont l’activité volcanique, les glissements de terrain, certains systèmes météorologiques et, très rarement, les astéroïdes.
À quelle vitesse voyage un tsunami ?
En eau profonde, il peut aller aussi vite qu’un avion à réaction, à plus de 800 km/h, et traverser un océan en moins d’une journée. Près de la terre, en eau peu profonde, il ralentit à environ 30 ou 50 km/h. La vitesse est la racine carrée de la gravité multipliée par la profondeur de l’eau.
Pourquoi la mer se retire-t-elle parfois avant un tsunami ?
La NOAA note qu’avant que l’eau ne se précipite sur la terre, elle recule parfois soudainement, découvrant le fond, les récifs et les poissons, comme à marée très basse. C’est l’un des signes naturels d’alerte, et Ready.gov conseille de gagner aussitôt les hauteurs.
La première vague est-elle la plus grande ?
Pas forcément. Un tsunami est un train de vagues, pas une seule vague, et la NOAA précise que la première peut n’être ni la dernière ni la plus grande. Des courants dangereux peuvent durer des jours : ne revenez pas avant que les autorités disent que c’est sûr.
Les scientifiques peuvent-ils prévoir les tsunamis ?
Ils ne peuvent pas prévoir quand et où frappera le prochain, pas plus que les séismes qui causent la plupart d’entre eux. Mais les centres d’alerte savent quels séismes risquent de générer des tsunamis et, une fois l’un d’eux détecté, ils peuvent prévoir la hauteur des vagues et l’heure d’arrivée.
Un tsunami est un train de vagues très longues déclenché par une secousse brusque de l’océan, le plus souvent un séisme sous-marin ; en eau profonde il va à la vitesse d’un avion, près du rivage il ralentit et grandit, et les signes naturels sont les secousses, un grondement de la mer ou l’eau qui monte ou se retire brusquement. Pour calculer vous-même la vitesse à n’importe quelle profondeur, ouvrez le chapitre gratuit « Les séismes » du VJOURNAL SMART BOOK.
Sources et lectures
- NOAA National Weather Service Tsunami Warning Centers: Tsunami FAQ ↗Sources consultées:
- NOAA Ocean Service: What is a tsunami? ↗Sources consultées:
- Ready.gov: Tsunamis (before, during and after) ↗Sources consultées:
- NOAA National Weather Service: Tsunami safety ↗Sources consultées: