Des recherches récemment publiées par l'Université Victoria de Wellington et GNS Science ont fourni un aperçu unique des effets hydrologiques des tremblements de terre en Nouvelle-Zélande.

Dirigé par l'ancien élève de Victoria Grant O'Brien pour sa thèse de maîtrise, la recherche met en évidence l'impact que les tremblements de terre peuvent avoir sur les systèmes d'eaux souterraines à des centaines de kilomètres de distance.

La recherche était basée dans la gorge de Cromwell et a utilisé un vaste ensemble de données hydrologiques qui a enregistré les réponses des eaux souterraines à une série de tremblements de terre qui se sont produits dans la région au cours des dernières décennies.

C'est la première fois que l'ensemble de données de surveillance des glissements de terrain, fourni par Contact Energy Clyde Dam, a été analysée pour déterminer les effets des secousses sismiques sur les systèmes d'eaux souterraines sensibles.

"L'ensemble de données utilisé dans cette étude est d'une taille et d'une portée internationales rares et, pour autant que nous puissions en juger, est unique en ce qu'il couvre plusieurs sites et plusieurs tremblements de terre sur une si longue période (23 ans). Cela signifie que nous avons pu construire une image détaillée du comportement des différents systèmes d'eaux souterraines en réponse aux tremblements de terre, les activités d'ingénierie en cours et d'autres facteurs tels que les précipitations intenses, " dit M. O'Brien.

L'étude a été supervisée par le Dr Simon Cox de GNS Science et le professeur John Townend de la Victoria's School of Geography, Sciences de l'environnement et de la Terre, et financé par la Commission des tremblements de terre et le Fonds Marsden géré par la Royal Society of New Zealand.

L'étude, publié dans le Journal de recherche géophysique , montre la sensibilité des systèmes d'eaux souterraines aux ondes sismiques à des distances bien au-delà des zones de secousses évidentes et de dommages au sol de surface.

"Nos recherches ont montré que les systèmes d'eaux souterraines dans sept grands glissements de terrain dans la gorge de Cromwell sont étonnamment sensibles aux secousses sismiques, avec des pressions et des débits répondant systématiquement aux grands séismes à des distances de plusieurs centaines de kilomètres, " dit M. O'Brien.

Différences dans le type de tremblement de terre, en particulier, la durée, la quantité et la fréquence des secousses – entraînent différentes réactions des eaux souterraines. Les données de Cromwell Gorge montrent que ces changements sont déclenchés par des contraintes associées au passage des ondes sismiques du séisme.

« Nous avons découvert que les tremblements de terre de longue durée produisant des ondes sismiques avec une large gamme de fréquences provoquent des réponses plus importantes des eaux souterraines qui disparaissent plus rapidement que celles produites par de courtes, tremblements de terre violents."

Alors que les scientifiques n'ont pas encore examiné l'effet du séisme de magnitude 7,8 de Kaikoura en 2016 sur les systèmes d'eaux souterraines de Cromwell Gorge, M. O'Brien s'attend à ce que l'équipement de surveillance ait enregistré une réponse.

Cette découverte met en évidence comment les composants de l'infrastructure d'ingénierie de la Nouvelle-Zélande qui dépendent des eaux souterraines, tels que les barrages ou les périmètres irrigués, sont touchés par les tremblements de terre qui se produisent dans d'autres régions du pays.

"Bien que les changements des eaux souterraines n'aient pas affecté le mouvement des glissements de terrain de Cromwell Gorge, qui sont conçus pour arrêter le mouvement, la surveillance par Contact Energy fournit un record incroyable pour une application ailleurs.

"Les différentes manières dont les systèmes d'eaux souterraines réagissent au type de tremblement de terre que nous avons observé sont essentielles pour comprendre comment les glissements de terrain évoluent à court et à long terme."