En 2018, le côté du volcan Anak Krakatau s’est effondré dans une puissante éruption et a produit un tsunami qui a tué des centaines et blessé des milliers sur Java et Sumatra à proximité en Indonésie. Une nouvelle analyse des données par satellite a montré que le flanc de la montagne glissait pendant des années et accéléré avant l’éruption – des informations qui auraient pu potentiellement offrir un avertissement de l’effondrement.
L’équipe, dirigée par des chercheurs de Penn State, récemment publié Ces résultats dans le journal Lettres de recherche géophysique.
« Les volcans océaniques, lorsqu’ils sont instables, peuvent s’effondrer catastrophiquement et générer un tsunami », a déclaré Cholelle Wauthier, professeur agrégé de géosciences à Penn State et co-auteur de l’étude.
« Et quand cela s’est produit en 2018, plus de 400 personnes sont mortes parce que personne n’avait d’instruments sur le terrain pour savoir potentiellement s’il y avait une accélération ou un changement dans le comportement de déformation. Personne ne savait que l’effondrement était imminent. Cette étude montre, malheureusement rétrospectivement, que nous pourrait le prévoir si nous avions cet ensemble de données de télédétection pour obtenir la déformation de la surface. «
Les scientifiques peuvent suivre les mouvements du sol – ou la déformation de surface – en utilisant des satellites radar suffisamment sensibles pour repérer les changements de quelques centimètres.
Dans ce travail, l’équipe a utilisé une technique de télédétection appelée radar d’ouverture synthétique interférométrique (INSAR), pour créer des cartes très précises de ces changements au fil du temps. Les chercheurs ont analysé plus d’une décennie de données de trois satellites – Alos-1, cosmo-skymed et Sentinel 1 – et ont utilisé des techniques INSAR pour cartographier la déformation en tête de l’éruption d’Anak Krakatau 2018.
« Dans l’ensemble, la faille de détachement a connu environ 15 mètres, soit 50 pieds – de 2006 à 2018 avec des périodes d’accélération et de décélération, et une accélération notable avant l’effondrement de 2018 », a déclaré le jeune Cheol Kim, doctorant à Penn State et Auteur principal de l’étude.
Bien que la technique INSAR ne soit pas nouvelle, il est rare d’analyser une telle quantité de données, ont déclaré les scientifiques. Le travail a nécessité un accès au cluster d’ordinateurs de rugissement à haute performance géré par le Penn State Institute for Computational and Data Sciences.
« Intégrer des centaines d’images radar nécessite une grande puissance de calcul », a déclaré Wauthier. « C’est beaucoup de stockage de données et de traitement des données et cela prend un certain temps et des ressources. »
Pourtant, la technique peut être prometteuse pour une surveillance en temps proche des volcans océaniques actifs, en particulier dans les endroits où une autre surveillance n’est pas disponible, ont déclaré les scientifiques.
Le glissement se produit lorsqu’il y a une faiblesse – ou une faute – dans un volcan. Le volcan s’agrandit à mesure qu’il éclate avec le temps, et finalement il atteint un seuil où il y a trop de poids à la faille à soutenir, conduisant à un effondrement.
Ce processus peut commencer comme un « glissement de terrain lent » au fil des ans, a déclaré Wauthier, mais quand il commence à accélérer, cela peut être un signe que l’effondrement est imminent.
« Tout le morceau du volcan qui s’est effondré était déjà en train de bouger – comme un glissement de terrain lent », a déclaré Wauthier, qui est le conseiller de Kim. « Et, donc, il est très important de pouvoir regarder l’évolution temporelle de cette déformation, car si vous avez une accélération, cela peut conduire à un effondrement. Nos données montrent que, en gros, il y avait un précurseur de l’effondrement. «
Les chercheurs ont déclaré que d’autres moyens de suivre la déformation, comme les instruments GPS au sol, font souvent défaut dans des endroits comme Anak Krakatau. Parce qu’il s’agit d’un volcan actif, il y a des problèmes de sécurité et d’autorisation. L’équipement au sol est coûteux à déployer et à maintenir et le financement n’est pas toujours disponible.
« Si vous avez une accélération soudaine de glissement, ce pourrait être le signe que vous aurez un effondrement », a déclaré Wauthier. « Qu’il s’agisse de ce volcan ou d’autres personnes susceptibles de s’effondrer dans le monde entier, si vous n’avez pas de données au sol en temps réel, peut-être que le traitement d’insar en temps presque réel peut aider les chercheurs à être à la recherche d’une accélération significative de glissement. »
Plus d’informations:
Young Cheol Kim et al, Geodesy satellite découvre 15 m de glissement sur une faille de détachement avant l’effondrement de 2018 à Anak Krakatau, en Indonésie, Lettres de recherche géophysique (2024). Doi: 10.1029 / 2024GL112296