Des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography de l'UC San Diego ont découvert comment la pluie et les vagues agissent sur différentes parties des falaises côtières.

Après trois années d'enquêtes sur les falaises dans et près de la ville côtière de Del Mar, Californie, ils ont déterminé que les impacts des vagues affectent directement la base, et la pluie affecte principalement la partie supérieure des falaises.

L'étude paraît dans la revue Géomorphologie et a été financé par California State Parks. Le programme d'océanographie des parcs d'État de Californie soutient les efforts d'adaptation et de résilience au changement climatique grâce à des observations et à la modélisation de l'érosion côtière et des falaises, mesurer et prévoir la variabilité des ondes de tempête et des vagues, et établir des bases de référence pour l'état des vagues à utiliser dans la conception et l'exploitation de projets côtiers.

"C'est quelque chose que j'essaie de quantifier depuis longtemps, ce qui est passionnant, " a déclaré le géomorphologue côtier Adam Young, qui est l'auteur principal de l'article. "Nous avons toujours su que les vagues étaient une partie importante du processus d'érosion des falaises, mais nous n'avons pas été en mesure de séparer l'influence des vagues et de la pluie auparavant."

Après des décennies de débat sur les différents rôles que les vagues et la pluie jouent dans l'érosion des falaises, les résultats offrent une nouvelle opportunité d'améliorer les prévisions, qui est un problème urgent à la fois à Del Mar et sur la côte californienne. Par exemple, quartiers et une ligne de chemin de fer le bord de la falaise à Del Mar. Des épisodes passés de ruptures de falaises ont entraîné plusieurs déraillements de train et glissements de terrain, qui déclenchent des fermetures temporaires de voies ferrées et des réparations d'urgence. Les conséquences peuvent être coûteuses.

Avant l'étude de Young, la relation exacte entre les vagues, pluie, et les ruptures de falaise n'étaient pas claires, principalement parce qu'il est difficile de mesurer les impacts des vagues sur la base de la falaise.

"Chaque fois qu'une étude implique des capteurs dans la zone côtière, c'est un défi, " a déclaré Young. Par exemple, son équipe du Centre pour les impacts et l'adaptation au changement climatique de Scripps Oceanography enfouit des capteurs dans le sable qui mesurent l'énergie des vagues. Les vagues massives et l'érosion peuvent déplacer les capteurs et empêcher les scientifiques de collecter des mesures fiables.

La clé de leur succès, selon Young, était de visiter et de mesurer les falaises chaque semaine pendant trois ans, un effort parmi les plus détaillés jamais entrepris pour l'étude des falaises côtières. Ces enregistrements le long du tronçon de 1,5 mile de long à Del Mar ont permis à l'équipe de Young de démêler les effets des précipitations et du ruissellement des eaux souterraines des impacts des vagues.

« Nous pouvons maintenant mieux prédire l'ampleur de l'érosion au cours d'une tempête particulière en utilisant la relation entre l'érosion des vagues et des précipitations que nous avons identifiée ici, " dit Jeune.

Le groupe de Young a combiné les mesures des capteurs enfouis dans le sable avec des modèles informatiques de l'énergie des vagues, ainsi qu'avec des cartes tridimensionnelles de la plage et des falaises collectées à l'aide d'un appareil LiDAR - un outil de cartographie laser - monté sur des camions conduits le long de la plage. L'équipe a également analysé les données pluviométriques d'une station météorologique locale de Del Mar.

Étant donné que les précipitations et les niveaux élevés des eaux souterraines associés déclenchent des glissements de terrain plus importants, l'érosion des falaises semble généralement être plus corrélée à la pluie. Taquiner l'érosion de la falaise entraînée par les vagues est un processus plus subtil et plus difficile, mais important parce que l'érosion provoquée par les vagues affaiblit la base de la falaise et prépare le terrain pour ces glissements de terrain provoqués par la pluie.

Understanding the way that cliffs and waves behave together will help improve short-term models that forecast cliff retreat, but the researchers will need more information to predict how future rainfall and waves will drive cliff erosion in the long term.

Young and his group plan to continue to collect data in Del Mar, and are developing a website to make the information about the conditions leading to coastal landslides readily available.