Des chercheurs en géosciences de l'Université du Massachusetts Amherst, Smith College et l'Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres ont dévoilé cette semaine de nouveaux, Méthodes basées sur le GPS pour modéliser les tsunamis induits par les tremblements de terre pour le sud-est du Japon le long de la fosse de Nankai. Un tsunami provoqué par Nankai devrait y frapper dans les prochaines décennies, dit l'auteur principal Hannah Baranes à UMass Amherst, et a le potentiel de déplacer quatre fois le nombre de personnes touchées par le tsunami massif de Tohoku en 2011.

Elle et son directeur de thèse Jonathan Woodruff, avec le professeur du Smith College Jack Loveless et Mamoru Hyodo à l'agence japonaise rapportent des détails dans le courant Lettres de recherche géophysique . Barane dit, "Nous espérons que notre travail ouvrira la porte à l'application de techniques similaires ailleurs dans le monde."

Comme elle l'explique, après le séisme et le tsunami dévastateurs de 2011, Le gouvernement japonais a appelé à des recherches sur l'évaluation des risques pour définir les pires scénarios du pays pour les tremblements de terre et les tsunamis. note Baranes, "La directive gouvernementale a attiré l'attention sur le goulet de Nankai. C'est une faille au large du sud du Japon qui devrait générer un séisme de magnitude 8 à 9 au cours des prochaines décennies."

Les recherches de l'équipe, soutenu par la National Science Foundation et une bourse d'études supérieures de la NASA, a commencé par une étude des sédiments des lacs côtiers au Japon pour établir des enregistrements à long terme des inondations causées par les tsunamis. Entre 2012 et 2014, Baranes et Woodruff ont prélevé des carottes de sédiments dans des lacs, à la recherche de couches de sable marin lavées à terre par les inondations côtières extrêmes passées. « Ces dépôts de sable sont piégés et préservés au fond des lacs côtiers, " dit-elle. " Nous pouvons visiter ces sites des centaines voire des milliers d'années plus tard et trouver des preuves géologiques des crues majeures passées. "

Résultats du lac Ryuuoo, un petit lac sur une île du canal Bungo, montrent une surprenante couche de sable emportée dans le lac Ryuuoo par l'eau de mer se précipitant sur un cordon littoral de 13 pieds de haut. "Nous avons pu dater la couche au début des années 1700, ce qui est cohérent avec l'événement connu du tsunami de la fosse de Nankai enregistré en 1707, " dit Baranes.

Elle ajoute, « Nous étions un peu perplexes. Le canal Bungo est niché entre deux des principales îles du Japon et est relativement à l'abri des tsunamis générés par la dépression de Nankai. Compte tenu des récents tsunamis dans la région, un tsunami de 13 pieds minimum dans le canal semblait très improbable. elle fait remarquer, la zone du canal Bungo possède aujourd'hui de nombreuses infrastructures sensibles et critiques, dont la seule centrale nucléaire de l'île de Shikoku. Cela a donné aux chercheurs une « préoccupation particulière » pour le risque de tsunami là-bas, ils ont donc décidé d'approfondir leur découverte originale en utilisant des techniques de modélisation numérique.

Comme l'explique Baranes, un tremblement de terre est causé par des plaques glissant les unes sur les autres le long de failles dans la croûte terrestre. Ce glissement provoque la déformation de la surface de la terre, se soulever à certains endroits et couler, ou s'affaisser, chez les autres. "Lorsque le soulèvement induit par le séisme se produit sur le fond marin, il déplace toute la colonne d'eau au-dessus et génère la vague que nous appelons un tsunami, " ajoute-t-elle. "Nous pouvons simuler ce processus avec des modèles numériques."

Elle et Woodruff ont essayé d'utiliser l'un des modèles les plus cités pour le tremblement de terre de 1707 à Nankai Trough pour inonder le lac Ryuuoo, mais cela n'a généré qu'un tsunami de six pieds qui est loin de dépasser le cordon littoral de 13 pieds.

"À ce moment, nous étions encore perplexes, " dit Baranes. " Mais il ne fallut pas longtemps avant que nous ayons eu un coup de chance en apprenant qu'un grand expert en modélisation tectonique au Japon, Jack sans amour, est un professeur juste en bas de la rue au Smith College. » Loveless utilise des mesures GPS très précises du mouvement de la surface de la Terre pour modéliser l'étendue et la distribution spatiale du verrouillage par friction qui provoque l'accumulation de contraintes de faille entre les tremblements de terre.

Avec sans amour, l'équipe a créé des scénarios de tremblement de terre basés sur des estimations GPS du verrouillage par friction actuel le long de la fosse de Nankai et, pour la première fois, des méthodes rigoureusement testées pour créer de futurs scénarios de tremblement de terre potentiels à partir des mesures GPS. Ils ont testé diverses méthodes pour créer une suite de scénarios de tremblement de terre basés sur GPS et simulé le déplacement de la surface du sol et l'inondation résultant du tsunami.

Baranes rapporte qu'ils ont trouvé que les mesures GPS du mouvement actuel de la surface de la terre autour de la fosse de Nankai ont produit un tremblement de terre d'une magnitude et d'une étendue similaires à celles de l'événement de 1707, et leurs hauteurs de tsunami simulées sont cohérentes avec les récits historiques de l'événement de 1707. Quant à la correspondance avec le dossier géologique du lac Ryuuoo, Elle ajoute, "Nos scénarios de modèle de tremblement de terre ont montré que la région du canal Bungo s'affaissait de sept pieds et abaissait le cordon littoral du lac Ryuuoo de 13 à six pieds, de telle sorte qu'un tsunami d'une hauteur réalisable pour une région intérieure a facilement inondé le lac."

aspérule, qui a mené l'étude dans le cadre d'une bourse Fulbright, dit, « Bien que notre méthodologie ait été bien reçue, notre résultat pour la chaîne Bungo a suscité beaucoup de scepticisme. Nous devions trouver une méthode indépendante pour le valider. » Ils ont enrôlé Hyodo, qui avait précédemment publié des scénarios de tremblement de terre basés sur des modèles des caractéristiques physiques de la fosse de Nankai. Son modèle physique a donné le même affaissement focalisé dans le canal Bungo, Rapports Woodruff.

Baranes ajoute, "Son modèle était également cohérent avec notre modèle basé sur GPS en termes de magnitude de séisme, déplacement de la surface du sol et inondation par tsunami. C'était un résultat vraiment intéressant car en plus de fournir une preuve indépendante d'un risque important de tsunami dans le canal Bungo, nous avons démontré un lien entre les caractéristiques physiques de la fosse de Nankai et les mesures GPS du mouvement de surface."