Un séisme de grande ampleur suivi d’un tsunami au large des côtes russes fin juillet a permis de tester un système de détection expérimental dont un composant essentiel venait d’être déployé la veille.
Selon des scientifiques de la NASA, le récent tsunami provoqué par un séisme de magnitude 8,8 au large de la péninsule russe du Kamtchatka a envoyé des ondes de pression dans la couche supérieure de l’atmosphère. Bien que le tsunami n’ait pas causé de dégâts importants, il a permis de tester le système de détection en cours de développement au Jet Propulsion Laboratory de l’agence spatiale américaine, en Californie du Sud.
Baptisée GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network), cette technologie expérimentale « a fonctionné à plein régime », a déclaré Camille Martire, l’une de ses développeurs au JPL. Le système a signalé des distorsions dans l’atmosphère et a envoyé des notifications aux experts abonnés en la matière en moins de 20 minutes après le séisme. Il a confirmé les signes de l’approche du tsunami environ 30 à 40 minutes avant que les vagues ne touchent les côtes d’Hawaï et d’autres sites du Pacifique le 29 juillet (heure locale).
« Ces quelques minutes supplémentaires pour savoir que quelque chose va arriver peuvent faire une réelle différence lorsqu’il s’agit d’alerter les communautés se trouvant sur le passage », a indiqué Siddharth Krishnamoorthy, scientifique au JPL.
Les résultats en temps quasi réel fournis par GUARDIAN doivent être interprétés par des experts formés à l’identification des signes annonciateurs d’un tsunami. Mais il s’agit déjà de l’un des outils de surveillance les plus rapides de ce type : dans les 10 minutes qui suivent la réception des données, il peut produire un instantané du grondement du tsunami atteignant la haute atmosphère.
L’objectif de GUARDIAN est de renforcer les systèmes d’alerte précoce existants. Après un séisme sous-marin majeur, la question clé est de savoir si un tsunami a été généré. Aujourd’hui, les prévisionnistes utilisent les données sismiques comme indicateur pour prédire si et où un tsunami pourrait se produire, et ils s’appuient sur des instruments maritimes pour confirmer le passage d’un tsunami. Les capteurs de pression en eaux profondes restent la référence en matière d’évaluation des vagues, mais ils sont coûteux et peu nombreux.
« Le système GUARDIAN de la NASA peut aider à combler ces lacunes », a déclaré Christopher Moore, directeur du Centre de recherche sur les tsunamis de l’Agence américaine d’observation océanique et atmosphérique (NOAA). « Il fournit une information supplémentaire, un point de données précieux, qui peut nous aider à déterminer si nous devons ou non donner l’ordre d’évacuer. »
M. Moore a souligné que GUARDIAN apporte une perspective unique : il est capable de détecter les mouvements de la surface de la mer depuis l’espace, à l’échelle mondiale et en temps quasi réel.
Bill Fry, président du groupe de travail technique des Nations unies chargé de l’alerte précoce aux tsunamis dans le Pacifique, a déclaré que GUARDIAN s’inscrit dans un « changement de paradigme » technologique. En observant directement la dynamique océanique depuis l’espace, « GUARDIAN est absolument ce que nous recherchons, dans le domaine de l’alerte précoce, pour aider à étayer les prévisions de nouvelle génération. »
Comment fonctionne GUARDIAN
GUARDIAN tire parti de la physique des tsunamis. Lors d’un tsunami, plusieurs kilomètres carrés de la surface de l’océan peuvent s’élever et s’abaisser presque à l’unisson. Cela déplace une quantité importante d’air au-dessus de lui, envoyant des ondes sonores et gravitationnelles à basse fréquence vers l’espace. Les ondes interagissent avec les particules chargées de la haute atmosphère (l’ionosphère), où elles déforment légèrement les signaux radio qui descendent vers les stations scientifiques au sol du GPS et d’autres satellites de positionnement et de synchronisation. Ces satellites sont connus sous le nom collectif de Système mondial de navigation par satellite (GNSS).
Alors que les méthodes de traitement GNSS sur Terre corrigent ces distorsions, GUARDIAN les utilise comme indices.
Le satellite SWOT mesure les tsunamis dans le Pacifique
Le logiciel analyse une multitude de données transmises à plus de 350 stations GNSS terrestres fonctionnant en continu à travers le monde. Il est capable d’identifier les signes d’un tsunami jusqu’à environ 1 200 kilomètres d’une station donnée. Dans l’idéal, les communautés côtières vulnérables situées à proximité d’une station GNSS pourraient savoir quand un tsunami se dirige vers elles et les autorités disposeraient d’une heure et 20 minutes pour évacuer les zones basses, sauvant ainsi d’innombrables vies et biens.
La clé de cet effort réside dans le réseau de stations GNSS à travers le monde soutenu par le projet de géodésie spatiale et le réseau GNSS mondial de la NASA, ainsi que dans le réseau GPS différentiel mondial du JPL qui transmet les données en temps réel.
L’événement du Kamtchatka a fourni une étude de cas opportune pour GUARDIAN. La veille du séisme au large de la côte nord-est de la Russie, l’équipe avait déployé deux nouveaux éléments qui avaient nécessité des années de développement : une intelligence artificielle pour extraire les signaux d’intérêt et un prototype de système de messagerie associé.
Ces deux éléments ont été mis à l’épreuve lorsque l’un des séismes les plus puissants jamais enregistrés a provoqué un tsunami se déplaçant à plusieurs centaines de kilomètres à l’heure à travers l’océan Pacifique. Ayant été formé pour repérer les types de distorsions atmosphériques causées par un tsunami, GUARDIAN a signalé les signaux pour qu’ils soient examinés par des humains et a averti les experts en la matière abonnés.
Il convient de noter que les tsunamis sont le plus souvent causés par de grands séismes sous-marins, mais pas toujours. Les éruptions volcaniques, les glissements de terrain sous-marins et certaines conditions météorologiques dans certaines zones géographiques peuvent également produire des vagues dangereuses. L’avantage de GUARDIAN est qu’il ne nécessite pas d’informations sur la cause d’un tsunami ; il peut simplement détecter qu’un tsunami s’est produit et alerter les autorités afin de minimiser les pertes humaines et matérielles.
Bien qu’il n’existe pas de solution miracle pour empêcher un tsunami d’atteindre les côtes, « GUARDIAN a un réel potentiel pour aider en fournissant un accès libre à ces données », a conclu Adrienne Moseley, codirectrice du Centre australien commun d’alerte aux tsunamis. « Les tsunamis ne respectent pas les frontières nationales. Nous devons être en mesure de partager les données dans toute la région afin de pouvoir évaluer la menace pour toutes les côtes exposées. »
Source : NASA
