Une analyse détaillée de l’événement de janvier 2022 montre comment les explosions sous-marines ont généré d’énormes vagues qui ont battu les côtes de toute la nation insulaire.

Les événements qui ont suivi l’éruption massive d’un volcan sous-marin l’année dernière dans la nation insulaire des Tonga ont été reconstitués dans une simulation qui montre comment le tsunami qui en a résulté s’est propagé dans toute la région.

L’étude, publiée le 14 avril dans Science Advances , montre que l’explosion a généré des vagues de plus de 40 mètres de haut le long de certaines côtes des Tonga, et pourrait offrir des informations susceptibles d’aider à améliorer les futures évaluations des risques et la préparation aux catastrophes.

« L’événement de l’année dernière a fourni aux chercheurs la meilleure opportunité de comprendre le comportement des tsunamis volcaniques », déclare Annie Lau, géomorphologue côtière à l’Université du Queensland à Brisbane, en Australie.

Explosion sous-marine

Le volcan Hunga Tonga-Hunga Haʻapai dans l’océan Pacifique Sud est entré en éruption le 15 janvier 2022, générant des ondes de choc qui ont entraîné des vagues inhabituellement hautes qui ont atteint aussi loin que les Caraïbes. 

Les tsunamis déclenchés de cette manière sont difficiles à surveiller, car ils se déplacent plus rapidement que ceux causés par des tremblements de terre ou des glissements de terrain, explique Linlin Li, spécialiste des tsunamis à l’Université Sun Yat-sen de Guangzhou, en Chine.

 « Les explosions volcaniques sous-marines sont l’un des mécanismes les moins compris pour déclencher des tsunamis. »

Pour étudier le déroulement du tsunami, les chercheurs ont construit une simulation numérique de l’événement à l’aide d’images satellite prises avant et après l’éruption, ainsi que de données recueillies par des drones et d’autres observations de terrain. 

Ils ont cartographié 118 sites sur 10 îles des Tonga pour suivre le mouvement des vagues générées par trois explosions clés du volcan.

La dernière des trois explosions a généré autant d’énergie que 15 mégatonnes de TNT, ce qui la rend des centaines de fois plus puissante que la bombe atomique larguée sur Hiroshima pendant la Seconde Guerre mondiale.

Sur le côté nord de Hunga Tonga – Hunga Haʻapai, les vagues ont atteint 85 mètres de haut en une minute après l’éruption, tandis que les vagues à l’extrémité sud ont atteint une hauteur de 65 mètres.

Quelque 20 minutes après l’explosion, des vagues de 45 mètres de haut ont inondé le littoral de l’île de Tofua, située à 90 kilomètres au nord du volcan. Au sud, Tongapatu, l’île la plus peuplée des Tonga, a subi des vagues de 17 mètres de haut.

 « C’était tout à fait dans la ligue d’un » mégatsunami «  », explique le co-auteur de l’étude, Sam Purkis, géoscientifique marin à l’Université de Miami en Floride. .

 D’autres endroits ont réussi à échapper à la force brute du tsunami. Les vagues frappant la côte est de l’île d’Eua – à environ 25 kilomètres de Tongatapu – avaient en moyenne une hauteur relativement modeste de cinq mètres.

Vagues piégées

Les vastes plates-formes récifales peu profondes de l’archipel des Tonga ont probablement façonné la hauteur et le flux des vagues du tsunami dans toute la région. 

« C’est une bénédiction et une malédiction, » dit Purkis. 

Ces récifs peu profonds ont agi comme une barrière qui a amorti certaines des plus grosses vagues lorsqu’elles se sont chargées depuis l’océan ouvert. Mais les récifs sont également devenus un piège pour les vagues générées par des éruptions plus faibles qui s’étaient produites plus tôt dans la journée. 

En conséquence, les petites vagues sont devenues plus grosses et plus imprévisibles et ont rebondi autour des îles des Tonga pendant plus d’une heure. 

« À ce moment-là, l’océan ouvert était calme, mais les vagues étaient piégées », explique Purkis.

L’étude est « sans doute l’analyse la plus complète à ce jour » d’un mégatsunami, déclare Matthew Hornbach, géophysicien marin à la Southern Methodist University de Dallas, au Texas. Il ajoute que les découvertes offrent des informations surprenantes sur la façon dont les vagues du tsunami peuvent affecter des zones que l’on pense être mieux protégées.

 « Nous pensions que les plus grosses vagues auraient une portée relativement limitée [le long] des côtes les plus proches de l’éruption », explique Hornbach. « Cette étude démontre que ces vagues ont la capacité d’impacter des zones que nous pensions auparavant être à moindre risque. »

doi : https://doi.org/10.1038/d41586-023-01272-x