Le glissement de terrain de Mud Creek en images photographiques et radar. La carte de vitesse radar montre l'étendue avant l'effondrement (ligne continue) et après l'effondrement (ligne pointillée) de la zone de glissement, avec des vitesses de glissement plus rapides avant l'effondrement indiquées dans des tons de rouge plus foncés. Les vitesses les plus élevées étaient d'environ 16 pouces (40 centimètres) par an. Crédit :Google/SIO/NOAA/États-Unis Marine/NGA/GEBCO/Landsat/Copernicus
"Stable landslide" ressemble à une contradiction dans les termes, mais il y a en effet des endroits sur Terre où la terre s'est lentement dégradée, de manière stable et inoffensive pendant un siècle. Mais la stabilité ne dure pas nécessairement éternellement. Pour la première fois, chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, et les institutions collaboratrices ont documenté la transition d'un glissement de terrain lent en effondrement catastrophique, montrant comment la sécheresse et les pluies extrêmes ont probablement déstabilisé le glissement.
Le glissement de terrain de Mud Creek près de Big Sur, Californie, a déversé environ 6 millions de verges cubes (5 millions de mètres cubes) de roches et de débris sur la California Highway 1 le 20 mai, 2017. Les dommages ont pris plus d'un an et 54 millions de dollars à réparer. Aucun mouvement à long terme n'avait été documenté à Mud Creek avant cet événement, mais les travailleurs du département des transports de l'État avaient remarqué de petites coulées de boue dans les semaines précédant l'effondrement et avaient fermé l'autoroute par mesure de précaution.
L'équipe dirigée par le JPL a identifié Mud Creek comme un glissement de terrain stable à l'aide d'un ensemble de données sur huit ans provenant d'un instrument aéroporté du JPL appelé radar à ouverture synthétique pour véhicule aéroporté inhabité, traité avec une technique appelée traitement radar interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR). Ils ont calculé que Mud Creek avait glissé à une vitesse moyenne d'environ 7 pouces (17 centimètres) par an depuis au moins 2009. Ils ont utilisé les données du satellite Sentinel-1A/B de l'Agence spatiale européenne pour documenter comment le comportement de la zone de glissement a changé.
Les données aéroportées et satellitaires ne mesurent les changements qu'à la surface du sol, toutefois. "À partir de ce, nous avons essayé de déduire ce qui a pu arriver à la surface de glissement du glissement de terrain, des dizaines de mètres sous terre, qui a permis au glissement de Mud Creek de passer de stable à instable, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, Alexandre Handwerger, un boursier postdoctoral de la NASA faisant des recherches au JPL.
L'effondrement s'est produit après plusieurs jours de fortes pluies au cours de l'une des années les plus humides depuis plus d'un siècle pour cette région. Avant 2017, une sécheresse de cinq ans avait produit plusieurs des années les plus chaudes et les plus sèches de la Californie. En utilisant un modèle informatique de la façon dont l'eau affecte le sol, les chercheurs ont étudié ce qui se passerait lorsque les pluies intenses satureraient le sol desséché. L'eau remplacerait l'air dans les minuscules espaces entre les particules du sol, augmentant considérablement la pression sur les particules. Ce changement de pression aurait pu déstabiliser les surfaces de glissement souterraines et déclencher l'effondrement.
Changements de vitesse dans la zone de glissement, Mars 2015 à mai 2017. En hiver 2015-16, la vitesse des glissements augmentait avec les pluies hivernales, puis ralentissait régulièrement jusqu'à l'hiver suivant. En hiver 2016-17, de fortes pluies ont provoqué une double accélération du glissement de terrain, d'abord en décembre 2016, puis à nouveau en mars 2017. Les scientifiques pensent que la double accélération pourrait avoir été un signal de l'effondrement imminent en mai. Crédit :EO
La Californie à elle seule compte plus de 650 glissements de terrain stables connus. Si quelqu'un commençait à perdre sa stabilité à l'avenir, les données InSAR pourraient-elles révéler le changement ? Pour répondre à cette question, l'équipe a comparé les images de Mud Creek avec des images de deux autres glissements de terrain stables dans des types similaires de sol et de roche.
La diapositive de Paul, à seulement 13 milles (21 kilomètres) au nord de Mud Creek, a traversé les mêmes conditions météorologiques mais n'a pas échoué de manière catastrophique. Un glissement de terrain dans le nord de la Californie a reçu plus de 1 mètre de pluie de plus que Mud Creek sans défaillance catastrophique. "Nous avons pensé que si nous comparions ces deux cas qui n'ont pas échoué à celui qui l'a fait, nous pourrions trouver un modèle de vitesse caractéristique qui serait un avertissement qu'une diapositive allait échouer de manière catastrophique, ", a déclaré Handwerger.
L'idée a payé. Handwerger a constaté que les trois toboggans stables s'accéléraient légèrement après le début de la saison des pluies d'hiver, puis, au fur et à mesure de la saison, ralenti à nouveau et se stabilise. C'est leur rythme annuel habituel. Mais après les pluies de fin de saison, Mud Creek a encore accéléré, augmentant de vitesse jusqu'à son effondrement final. Les autres diapositives ne l'ont pas fait.
"Nous pensons que la deuxième accélération peut être un signal d'intérêt, mais nous n'avons qu'un seul cas, " . notre plan est de surveiller tout ce tronçon de la Pacific Coast Highway et de rechercher ces changements de vitesse inhabituels. Si nous obtenons suffisamment d'exemples, nous pouvons commencer à comprendre les mécanismes qui contrôlent ce comportement."
L'article sur la recherche, intitulé « Un passage de la sécheresse aux précipitations extrêmes entraîne un glissement de terrain stable vers une défaillance catastrophique, " a été publié aujourd'hui dans Rapports scientifiques .
