Les chercheurs du MIPT Leopold Lobkovsky et Raissa Mazova, et leurs jeunes collègues de l'Université technique d'État de Nijni Novgorod ont créé un modèle de tsunamis provoqués par des glissements de terrain qui explique l'emplacement initial du corps du glissement de terrain. Signalé dans Glissements de terrain , le modèle révèle que la hauteur du tsunami est affectée par la pente côtière et la position de la masse terrestre avant de glisser. Les vagues les plus hautes et les plus dévastatrices résultent des masses de glissement de terrain à terre. Cette prise de conscience rendra les prévisions futures des tsunamis plus précises, ainsi que de fournir des informations plus approfondies sur les événements passés.

Les dernières décennies ont vu des tsunamis exceptionnellement importants qui avaient des sources sur le plateau et n'étaient pas toujours accompagnés d'événements sismiques. Au lieu, la cause sous-jacente peut être un glissement de terrain entièrement ou partiellement sous-marin.

Les chercheurs proposent des modèles pour prédire la montée des vagues sur le rivage à la suite d'un glissement de terrain sur une pente sous-marine. La partie difficile est de tenir compte de la nature non linéaire de la montée et de la descente des vagues, ainsi que la géométrie complexe de la zone de plateau. Un autre facteur important au cœur des modèles est la technique utilisée pour calculer le mouvement de masse des glissements de terrain.

Un certain nombre de modèles de tsunamis provoqués par des glissements de terrain ont été développés, avec deux d'entre eux les plus utilisés. Les modèles dits à blocs rigides supposent une perspective à l'état solide sur le mouvement du glissement de terrain, avec des équations d'eau peu profonde régissant la génération des vagues d'eau de surface. Les modèles de l'autre type, appelés viscoplastiques, reposent sur des équations en eau peu profonde pour décrire à la fois la génération d'ondes de surface et le mouvement des glissements de terrain.

Malgré un certain nombre de raffinements expliquant certaines caractéristiques du mouvement de masse des glissements de terrain, les modèles sont jusqu'à présent restés hydrodynamiques dans leur nature. Cela signifie qu'ils ne sont pas utiles pour analyser la structure détaillée du corps du glissement de terrain ou les caractéristiques de ses constituants pendant le glissement. Mais à moins que les propriétés physiques réelles de la masse du glissement de terrain ne soient prises en compte, modéliser son mouvement est problématique.

L'étude rapportée dans cette histoire utilise un modèle élastoplastique présenté en 2000 par Igor Garagash et Leopold Lobkovsky. Il rend compte de la structure détaillée du corps du glissement de terrain et des caractéristiques mécaniques des constituants de la masse terrestre pendant le glissement, ainsi que l'incorporation des processus se produisant dans le corps du glissement de terrain. La mise en œuvre du modèle dans l'étude reposait sur le code de programmation appelé FLAC 3-D, qui permet des calculs sous un schéma explicite aux différences finies pour résoudre des problèmes tridimensionnels de la mécanique des milieux continus.

Les chercheurs ont découvert que la montée des vagues sur le rivage variait considérablement en fonction de la position initiale du corps du glissement de terrain sur la pente du plateau, même lorsque les autres paramètres étaient fixés.

"Contrairement à d'autres modèles, où la vague du tsunami gravit la pente côtière d'origine, ici, la surface de la pente est transformée en continu pendant le mouvement du glissement de terrain, ", a expliqué la co-auteure de l'étude, Raissa Mazova du MIPT. "En d'autres termes, à chaque instant du temps, le runup du tsunami se produit sur une nouvelle surface du talus côtier, ce qui conduit à un déplacement complexe du rivage. Un tel effet n'a pas été obtenu auparavant, et il est impossible d'obtenir dans le cadre du mouvement d'un glissement de terrain comme un corps solide ou dans le cadre d'un modèle visqueux."

Le rôle de la couche sédimentaire sur le talus s'est également avéré important. La simulation numérique prédit le runup maximal sur la pente pour les tsunamis induits par des masses de glissement de terrain initialement situées sur un rivage sec.

"Plutôt que d'essayer de mettre en œuvre une nouvelle méthodologie pour calculer un modèle de glissement de terrain, nous avons utilisé un modèle familier, introduire des conditions aux limites supplémentaires, " a commenté Léopold Lobkovsky, membre de l'Académie des sciences de Russie et directeur du laboratoire MIPT de recherche géophysique des marges arctiques et continentales de l'océan mondial. "Nos résultats démontrent que la dynamique du rivage dépend de manière significative de l'emplacement initial du corps du glissement de terrain, avec le point de rivage pouvant se déplacer. Cette fonctionnalité peut nous permettre de déduire des informations sur l'emplacement du glissement de terrain sous-marin en résolvant le problème inverse après un tsunami. »

"Toutefois, le problème inverse est assez difficile à résoudre, même lors de la détermination de l'emplacement de la source sismique d'un tsunami, et il n'est pas toujours possible d'obtenir des résultats adéquats. Cela dit, nous avons déjà commencé une étude à cette fin, et espérer estimer les emplacements des glissements de terrain et mieux comprendre leur nature, ", a ajouté le chercheur.