La falaise de craie de Jasmund sur la côte de Rügen. Crédit :Kristen Cook, GFZ
Les dix kilomètres de long, côte d'un blanc éclatant de la plus grande île d'Allemagne, Rügen, est façonné par des défaillances épisodiques. Ces défaillances étaient généralement supposées se produire en raison de fortes tempêtes de pluie. Dans une étude menée sur plus de deux ans, Les scientifiques du Centre de recherche allemand GFZ pour les géosciences ont pu dresser une nouvelle image étonnamment détaillée de l'activité de rupture des falaises côtières. L'étude est basée sur des mesures sismiques en continu et des images aériennes à haute résolution, et a été publié dans le Journal de recherche géophysique .
La côte de falaise de craie de Rügen, avec la colonne rocheuse de Königsstuhl de 118 m de haut, est un point de repère renommé du parc national de Jasmund. La falaise est formée d'algues calcaires fossiles et recule de plusieurs décimètres par an en moyenne. Ce recul est spectaculairement accompli par la rupture de gros morceaux de craie (dans cette étude jusqu'à 5000 m³) qui provoquent de forts impacts sur la plage. Ces impacts génèrent de petits tremblements de terre qui ont été détectés par les scientifiques à l'aide de sismomètres; un réseau de tels capteurs a été installé le long de la côte entre le printemps 2017 et 2019. En plus des données météorologiques et des modèles 3D de la falaise basés sur des drones, les données sismiques ont permis de collecter en routine des données essentielles sur les défaillances qui n'étaient auparavant disponibles que dans de rares cas :timing, durée et évolution des événements uniques avec une résolution inférieure à la seconde, position et volume des zones de détachement et de dépôt, et les propriétés du sol autour de la survenance d'un événement.
Sur la base de plus de 80 défaillances détectées, les scientifiques ont pu identifier plusieurs moteurs interconnectés. « Un mouillage suffisant de la craie par l'eau est la principale raison, " dit Michael Dietze, auteur principal de l'étude. "Toutefois, l'eau n'est pas seulement fournie par la pluie sur la surface de la falaise, mais aussi par l'écoulement des eaux souterraines et la condensation de l'humidité de l'air pendant les heures plus froides de la nuit. Par conséquent, la falaise est préférentiellement active la nuit, ainsi que quelques heures et aussi un jour après les événements pluvieux. » Les pannes se produisent principalement en hiver, car pendant cette saison les arbres ne sont pas capables de puiser l'eau du sol, provoquant des conditions de sol plus humides. L'étude a révélé un effet dramatique d'étés plus humides et plus secs que la moyenne. En 2017, lorsque 126 % de la quantité de pluie typique a été mesurée, un total de 65 échecs se sont produits. En revanche, la sécheresse exceptionnelle de l'été 2018 (51 % de la quantité moyenne de pluie) n'a entraîné que 11 événements de rupture de falaise au cours de l'hiver suivant.
Les effets à long terme de ces étés secs pour la falaise restent un sujet de débat. Généralement, ce sont les petites failles qui fournissent à la plage suffisamment de matériaux meubles pour empêcher les vagues de couper les parties basales de la falaise. Si ce sédiment manque, le sapement entraîné par les vagues à la base préparera la falaise à un effondrement à grande échelle du secteur. Les scientifiques ont maintenant instrumenté l'île voisine de Hiddensee, pour étudier plus en détail l'effet direct des vagues. En outre, la partie nord de cette île est périodiquement frappée par des ruptures massives de talus, plus récemment à l'hiver 2019, lorsqu'un bloc de plusieurs centaines de mètres de long s'est déplacé vers le bas de plus de 20 cm.