Les scientifiques disent avoir identifié le mécanisme exact responsable du tsunami exceptionnel qui s’est propagé rapidement à travers le monde après l’éruption colossale du volcan Tonga au début de cette année.
Dans un nouvel article publié aujourd’hui dans La natureune équipe internationale comprenant des chercheurs de l’Université de Cardiff affirme que l’événement exceptionnel a été causé par des ondes de gravité acoustique (AGW) déclenchées par la puissante explosion volcanique, qui a voyagé dans l’atmosphère et à travers l’océan lors de l’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. .
Au fur et à mesure que ces ondes convergeaient les unes avec les autres, de l’énergie était continuellement pompée dans le tsunami, ce qui l’a fait grossir, voyager beaucoup plus loin, beaucoup plus vite et beaucoup plus longtemps.
L’éruption du volcan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai le 15 janvier 2022 a été la plus grande éruption volcanique du 21e siècle et la plus grande éruption depuis le Krakatoa en 1883.
Elle a été décrite comme la plus grande explosion jamais enregistrée dans l’atmosphère et était des centaines de fois plus puissante que la bombe atomique d’Hiroshima.
L’éruption a été la source à la fois de perturbations atmosphériques et d’un tsunami exceptionnellement rapide qui ont été enregistrés dans le monde entier, déroutant les scientifiques de la terre, de l’atmosphère et des océans.
« L’idée que les tsunamis pourraient être générés par des ondes atmosphériques déclenchées par des éruptions volcaniques n’est pas nouvelle, mais cet événement a été le premier enregistré par une instrumentation dense mondiale moderne, nous permettant enfin de découvrir le mécanisme exact derrière ces phénomènes inhabituels », a déclaré co- auteur de l’étude Dr Ricardo Ramalho, de l’École des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université de Cardiff.
Les AGW sont de très longues ondes sonores se déplaçant sous l’effet de la gravité. Ils peuvent traverser un milieu tel que l’océan profond ou l’atmosphère à la vitesse du son et sont produits par des éruptions volcaniques ou des tremblements de terre, entre autres sources violentes.
Une seule AGW peut s’étendre sur des dizaines ou des centaines de kilomètres et se déplacer à des profondeurs de centaines ou de milliers de mètres sous la surface de l’océan, transférant l’énergie de la surface supérieure au fond marin et à travers les océans.
« En plus de voyager à travers l’océan, les AGW peuvent également se propager dans l’atmosphère après des événements violents tels que des éruptions volcaniques et des tremblements de terre », a déclaré le co-auteur de l’étude, le Dr Usama Kadri, de l’école de mathématiques de l’Université de Cardiff.
« L’éruption des Tonga s’est déroulée dans un emplacement idéal sous la surface, dans des eaux peu profondes, ce qui a provoqué la libération d’énergie dans l’atmosphère sous la forme d’un champignon près de la surface de l’eau. Ainsi, l’interaction des AGW énergétiques avec la surface de l’eau était inévitable. «
En utilisant des données sur le niveau de la mer, l’atmosphère et les satellites du monde entier au moment de l’éruption volcanique, l’équipe a montré que le tsunami était provoqué par des AGW qui ont été déclenchées par l’éruption, se déplaçant rapidement dans l’atmosphère et, à leur tour, ont été continuellement « pomper » de l’énergie dans l’océan.
Une comparaison des données atmosphériques et du niveau de la mer a montré une corrélation directe entre le premier signe de perturbation de l’air causée par les AGW et le déclenchement d’un tsunami dans de nombreux endroits du monde.
L’équipe affirme que le transfert d’énergie dans l’océan a été causé par un phénomène connu sous le nom de résonance non linéaire, où les AGW interagissent avec le tsunami qu’elles ont généré, provoquant l’amplification de ce dernier.
Dans la nouvelle étude, ils estiment que le tsunami s’est déplacé 1,5 à 2,5 fois plus vite qu’un tsunami déclenché par un volcan, traversant les océans Pacifique, Atlantique et Indien en moins de 20 heures à des vitesses d’environ 1000 km/h.
« De plus, parce que le tsunami a été provoqué par une source atmosphérique rapide, il s’est propagé directement dans les Caraïbes et l’Atlantique, sans avoir à voyager autour de la masse continentale sud-américaine, comme le ferait un tsunami « normal ». Cela explique pourquoi le tsunami des Tonga est arrivé à les côtes de l’Atlantique près de 10 heures avant ce qui était attendu d’un tsunami « normal » », a ajouté le Dr Ramalho.
« Le tsunami des Tonga nous a fourni une occasion unique d’étudier le mécanisme physique de formation et d’amplification des tsunamis mondiaux via la résonance avec des ondes de gravité acoustique. Une telle résonance à cette échelle nous permet d’aller au-delà de la « preuve de concept » du mécanisme , et le développement de modèles de prévision plus précis et de systèmes d’alerte en temps réel, dans le potentiel de développement d’une nouvelle technologie d’exploitation de l’énergie », a conclu le Dr Kadri.
R. Omira, Global Tonga tsunami expliqué par une source atmosphérique en mouvement rapide, La nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-04926-4. www.nature.com/articles/s41586-022-04926-4