Il existe plusieurs tsunamis, générés par la rupture d'un plan de faille, par des effondrements de systèmes volcaniques ou par de grands glissements de terrain sous-marins déclenchés par des tremblements de terre. Une étude menée par une équipe de chercheurs de l'Institut national de géophysique et de volcanologie (INGV), de l'Université de Padoue et de Florence, de l'Université Royal Holloway de Londres, de Manchester et de l'Université de Durham (Royaume-Uni), de Tsukuba et de l'Université de Kyoto (Japon), veut dévoiler les processus qui permettent à un tremblement de terre de générer un tsunami en soulevant le fond marin.
La recherche Past sismic slip-to-the-trench enregistrée dans la mégathrust d'Amérique centrale, a été publiée dans Nature Geoscience. Les tremblements de terre sont le résultat de la propagation d'une rupture le long d'une surface qui traverse la croûte terrestre appelée faille. La propagation de la rupture permet aux blocs de roche du côté de la faille de se déplacer les uns par rapport aux autres jusqu'à des dizaines de mètres dans le cas de tremblements de terre exceptionnellement importants (magnitude neuf). En général, les tremblements de terre qui produisent des tsunamis se distinguent de ceux qui affectent la croûte continentale, comme les récents tremblements de terre d'Amatrice et de Norcia de 2016, pour avoir une vitesse de propagation de la rupture plus lente (1-2 km / s) que les autres. les tremblements de terre (2-4 km / s), permettent des déplacements importants des blocs de faille près du fond marin, et ont un épicentre situé non loin de la fosse océanique. «Jusqu'à il y a quelques années», explique Paola Vannucchi, premier auteur de l'article et chercheur au Royal Holloway de Londres, Royaume-Uni - Université de Florence, «on croyait que les ruptures sismiques ne pouvaient pas se propager à travers les plus superficielles et sédiments marins mous riches en argile. De plus, la présence dans ces sédiments de couches non consolidées d'une épaisseur de quelques dizaines à centaines de mètres composées de coquilles calcaires de micro-organismes marins n'avait pas été prise en considération. En général, on pensait que le coefficient de frottement de ces matériaux augmentait avec la vitesse de glissement le long d'une faille, arrêtant la rupture avant qu'elle ne brise le fond marin ». L'étude a cependant montré que la propagation, lors de grands tremblements de terre (magnitude supérieure à sept), provoque des ruptures sismiques le long des failles depuis la profondeur où le tremblement de terre se produit (environ 15 à 35 km pour ces tremblements de terre) jusqu'au fond marin. «Le grand tremblement de terre de Tohoku (magnitude 9.0) et le tsunami qui en a résulté qui ont inondé la côte nord de l'archipel japonais le 11 mars 2011 ont remis en question cette interprétation même. Des preuves sismologiques, géophysiques et géologiques ont montré que lors de ce tremblement de terre, la rupture s'est étendue jusqu'à ce qu'elle brise le fond de l'océan avec des conséquences dévastatrices », poursuit Vannucchi. La rupture du fond océanique est associée à l'élévation, même de quelques mètres en raison de grands tremblements de terre, du fond marin et à la mise sous tension conséquente de la colonne d'eau de mer au-dessus. Étant donné que la colonne d'eau est haute de plusieurs kilomètres dans la zone des tranchées océaniques, l'élévation du fond marin dans ces environnements océaniques particuliers implique la génération de vagues de tsunami massives et très violentes, jusqu'à 20-30 mètres de haut (un bâtiment de dix avions) lorsqu'ils s'écrasent sur la côte, comme dans le cas du tremblement de terre de Tohoku. "La recherche", ajoute Giulio di Toro, chercheur à l'Université de Padoue associé à INGV, "combine les données de forage des fonds océaniques effectués dans le Pacifique près de la tranchée qui longe le Costa Rica (Amérique centrale), provenant de projets océaniques intégrés Programme de découverte (https://www.iodp.org/), à partir d'expériences menées en Italie sur des sédiments marins composés d'argiles et de coquilles de microorganismes marins prélevés lors du forage ". Les expériences ont été réalisées avec l'appareil expérimental SHIVA (Slow to High Velocity Apparatus) qui, avec 300 kW (équivalent à la puissance dissipée par 100 appartements italiens moyens) est capable de se dissiper, dans des spécimens de roche de la taille d'un petit verre 50 mm de diamètre, le simulateur de tremblement de terre le plus puissant au monde. «SHIVA, conçu et installé en 2009 au Laboratoire Haute Pression de Géophysique Expérimentale et Volcanologie de l'INGV à Rome, est un instrument capable de comprendre la mécanique des tremblements de terre. Ces recherches ont été financées par deux projets de l'Union européenne appelés USEMS et NOFEAR (Uncovering the Secrets of an Earthquake: Multidisciplinary Study of Physico-Chemical Processes during the Seismic Cycle and New Outlook on sismic faults: from earthquake nucleation to stop) ", dit Di Toro, responsable de ces projets. «Cette recherche», conclut Elena Spagnuolo, chercheuse à l'INGV, «tente de révéler les processus physiques possibles qui permettent à un tremblement de terre de générer un tsunami en soulevant le fond marin.