Comment se forme un tsunami ?

Quelle est l'origine des tremblements de terre ?

La surface de la Terre est un gigantesque puzzle composé de sept grandes pièces, sept plus petites et quelques morceaux. Ces pièces sont les plaques tectoniques. Elles peuvent faire 10 000 kilomètres de large, mais parfois seulement 5 kilomètres d'épaisseur. Les pièces du puzzle s'ajustent très précisément. Par contre, elles reposent sur un support instable : le manteau terrestre.

L'instabilité du manteau terrestre

Cette instabilité trouve son origine dans les différences de température (des milliers de degrés) qui existent entre le haut et le bas du manteau. À cause de ces différences de température, il se crée des mouvements de convection, exactement comme dans une pièce chauffée par des radiateurs. L'air chaud monte au contact du radiateur, circule au niveau du plafond tout en se refroidissant, puis retombe au sol et revient vers leur radiateur. Dans le manteau terrestre, on a la même chose : les roches chaudes remontent à la surface du manteau juste sous les plaques tectoniques, circulent sous les plaques en se refroidissant et finissent par redescendre sous les profondeurs. Les plaques tectoniques sont entraînées par le mouvement des manteaux, mais de façon désordonnée, si bien qu'elles ne se déplacent pas toutes dans la même direction ni à la même vitesse. Certaines s'éloignent l'une de l'autre alors que d'autres se rapprochent. Mais comme elles sont bien ajustées les unes aux autres, il n'y a pas de place pour ces mouvements.

Prenons l'exemple de deux plaques qui se rapprochent. À l'endroit de la collision – on appelle cet endroit la faille –, elles vont résister un moment à la pression. La pression peut augmenter pendant des années, puis quelque chose cède et les plaques bougent de quelques mètres tout à coup. C'est le tremblement de terre. Dans la plupart des cas, ce mouvement brutal ne se fait pas uniquement à l'horizontal. Souvent, l'une des plaques se glisse en dessous de l'autre. L'extrémité de la plaque supérieure s'élève tandis que la plaque inférieure s'affaisse. 

Le tsunami : un séisme sous-marin

Si la collision entre les deux plaques a lieu au fond de l'océan, l'élévation ou l'affaissement des plaques entraînent l'eau située au-dessus de la faille. Il se crée donc de petites vagues à la surface de la mer. C'est le tsunami.

Ces vagues sont très différentes de celles produites par le vent. Le vent ne met en mouvement que la surface de l'océan, et l'eau en profondeur ne bouge pas. Au contraire, les vagues du tsunami conserve toute la hauteur d'eau depuis le fond de l'océan, là où la roche s'est déplacée, jusqu'à la surface de l'océan. Ce sont donc d'énormes quantités d'eau qui sont déplacées.

La distance entre deux vagues successives est aussi beaucoup plus grande, parfois plusieurs centaines de kilomètres. La vitesse à laquelle se propage les vagues est gigantesque, jusqu'à plus de 800 kilomètres par heure, c'est-à-dire la vitesse d'un avion. Mais si on est dans un bateau à la surface de l'océan, on ne se rend compte de rien. Une succession de vagues de quelques mètres de haut et de plusieurs centaines de kilomètres de long va soulever le bateau, mais cela peut durer une heure par vague. On aura donc toujours l'impression que la mer est plate et qu'elle se soulève lentement de quelques mètres.

Comme la vague se propage sur toute la hauteur de l'océan, la façon dont elle avance est sensible à cette hauteur, et donc à la profondeur de l'océan. En particulier, sa vitesse de propagation diminue quand la profondeur diminue. Ca signifie que, lorsque le fond de l'océan remonte, l'arrière de la vague va plus vite que l'avant de la vague. Du coup, les crêtes de la vague vont être plus proches et la hauteur va augmenter. Sur le rivage, quand il n'y a pratiquement plus de fond, la hauteur de la vague, qui peut atteindre quelques dizaines de mètres, devient supérieure à la profondeur de la mer. La vague se transforme alors en un courant horizontal pénétrant à l'intérieur des terres à une vitesse de plusieurs dizaines de kilomètres par heure et produisant les effets destructeurs que l'on connaît.