Les informations sur les champs magnétiques pourraient fournir une alerte précoce aux catastrophes dans les régions à risque, sauvant potentiellement des vies.
Une nouvelle étude révèle que le champ magnétique généré par un tsunami peut être détecté quelques minutes plus tôt que les changements du niveau de la mer et pourrait améliorer les avertissements de ces vagues géantes.
Les tsunamis génèrent des champs magnétiques lorsqu’ils déplacent de l’eau de mer conductrice à travers le champ magnétique terrestre. Les chercheurs avaient précédemment prédit que le champ magnétique du tsunami arriverait avant un changement du niveau de la mer, mais ils manquaient de mesures simultanées du magnétisme et du niveau de la mer nécessaires pour démontrer le phénomène.
La nouvelle étude fournit des preuves réelles de l’utilisation des champs magnétiques des tsunamis pour prédire la hauteur des vagues du tsunami en utilisant les données de deux événements réels – un tsunami de 2009 aux Samoa et un tsunami de 2010 au Chili – qui contiennent les deux ensembles de données nécessaires. La nouvelle étude a été publiée dans AGU’s Journal of Geophysical Research : Solid Earth, qui se concentre sur la physique et la chimie de la Terre solide.
L’étude confirme que le champ magnétique généré par un tsunami arrive avant le changement du niveau de la mer et que sa magnitude peut être utilisée pour estimer la hauteur des vagues du tsunami. L’arrivée précoce du champ magnétique dépend de la profondeur de l’eau, mais dans leurs résultats, les auteurs de l’étude ont constaté que l’heure d’arrivée précoce était environ une minute avant le changement du niveau de la mer sur une mer de 4 800 mètres de profondeur.
Ces informations pourraient fournir une alerte précoce aux catastrophes si elles étaient intégrées dans les modèles de risque de tsunami, sauvant potentiellement des vies.
Les conséquences d’un tsunami de 2010 au Chili, qui a été analysé dans une nouvelle étude dans JGR Solid Earth. Des alertes plus précoces rendues possibles par l’étude des champs magnétiques générés par les tsunamis pourraient mieux préparer les zones côtières aux catastrophes imminentes. Crédit : Fédération internationale des Sociétés de la Croix-Rouge et du Croissant-Rouge
« C’est très excitant parce que dans les études précédentes, nous n’avions pas l’observation [of] changement du niveau de la mer », a déclaré Zhiheng Lin, auteur principal de l’étude et géophysicien à l’Université de Kyoto. «Nous avons des observations [of] changement du niveau de la mer, et nous constatons que l’observation est en accord avec nos données magnétiques ainsi qu’avec la simulation théorique. »
L’équipe de recherche a examiné les mesures simultanées du changement du niveau de la mer à partir des données de pression du fond marin et des champs magnétiques au cours des deux tsunamis. Ils ont découvert que l’arrivée primaire du champ magnétique, similaire à celle du début d’une onde sismique, peut être utilisée à des fins d’alerte précoce aux tsunamis. Le champ magnétique généré par le tsunami est si sensible que même une hauteur de vague de quelques centimètres peut être détectée.
“Ils ont fait quelque chose qui devait être fait”, a déclaré Neesha Schnepf, chercheuse en géomagnétique à l’Université du Colorado, Boulder, qui n’a pas participé à l’étude. « Nous avions besoin d’une étude comparant les données du champ magnétique avec le changement du niveau de la mer à partir des données de pression, et je suis presque sûr qu’ils sont les premiers à vraiment comparer à quel point le niveau de la mer à partir du champ magnétique correspond au niveau de la mer à partir de pression, donc c’est vraiment très utile.
Lorsque les chercheurs ont comparé les composantes horizontales et verticales du champ magnétique du tsunami avec le changement du niveau de la mer, ils ont découvert que les deux composants peuvent prédire avec précision le changement du niveau de la mer du tsunami, si les modèles incluent de bonnes estimations de la profondeur de l’océan et de la structure électrique sous le fond marin.
Cette relation entre les champs magnétiques et la hauteur des vagues peut être utilisée pour améliorer les modèles de source de tsunami, qui estiment la topographie initiale de la surface de la mer d’un tsunami, puis prédisent l’heure d’arrivée des vagues d’eau et la hauteur des vagues – des données importantes pour informer la préparation et la réponse aux catastrophes.
La difficulté de maintenir des stations d’observation déjà limitées signifie que ces types de données sur les tsunamis ne sont souvent pas disponibles. De plus, ces résultats ne s’appliquent qu’aux environnements marins profonds et non côtiers, où les eaux profondes de la région filtrent le bruit environnemental pour permettre la détection du signal du tsunami.
Cependant, avertir de ces événements graves – qui ont le potentiel de causer des dommages intenses à de vastes zones – rend les prédictions intéressantes, a déclaré Lin.
« Je pense que l’objectif pratique serait que si votre capacité à modéliser les tsunamis est tellement améliorée, … vous pourriez proposer de bien meilleures prédictions sur les zones qui pourraient avoir besoin d’être averties [and] à quel point cela pourrait frapper certains endroits », a déclaré Schnepf.
Référence : « Comparaison directe du champ magnétique généré par le tsunami avec le changement du niveau de la mer pour les tsunamis de 2009 aux Samoa et au Chili de 2010 » par Zhiheng Lin, Hiroaki Toh et Takuto Minami, 18 octobre 2021, Journal of Geophysical Research Solid Earth.
DOI : 10.1029/2021JB022760
