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Séisme de magnitude Mw=8,2 des îles Samoa (Pacifique) du 29 septembre 2009


Description du séisme

Un séisme de forte magnitude a eu lieu le 29 septembre à 17h48 heure TU à 160 km au sud des îles Siumu et Apia (Archipel des Samoa) (figure 1). Ce tremblement de terre a été fortement ressenti sur l’ensemble des Samoa et a généré un tsunami à l’origine d’une alerte trans-pacifique. Sur l’archipel des Samoa, le tsunami local a fait une centaine de victime selon le dernier bilan établi.

Ses caractéristiques sont données dans le tableau ci-dessous.

 
Date 29 septembre 2009
Heure origine 17 h 48 mn 11 s TU
Latitude 15,42 Sud
Longitude 172,13 Ouest
Profondeur 10 km
Magnitude  8,0 (Mw par utilisation des ondes P et SH)
8,2 (Mw par utilisation des ondes Rayleigh et Love au CPPT)

Le CPPT (Centre Polynésien de Prévention des Tsunamis) est un laboratoire du CEA localisé à Tahiti. Il est chargé d'alerter la Direction de la Sécurité Civile et les autorités locales en cas de forts séismes susceptibles de générer des tsunamis en Polynésie Française.

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 Figure 1 : Carte de localisation de l’événement (source : CEA/DAM)

Une alerte au tsunami local a été immédiatement émise par le Pacific Tsunami Warning Centre (PTWC) pour toutes les régions de l’Océan Pacifique. En Polynésie Française l'alerte a été déclenchée et suivie par le CPPT de Tahiti.


Contexte sismo-tectonique

Le séisme du 29 Septembre 2009 se situe dans la région tectonique des Tonga (Pacifique). Le contexte tectonique de cette région est dominé par la convergence relative de la plaque australienne avec la plaque du Pacifique. Cette dernière plaque s’enfonce en subduction sous la plaque australienne le long de la fosse des Tonga. Au niveau de l’épicentre, la vitesse de convergence relative des deux plaques est estimée entre 86 et 236 mm/an. Cette zone frontière entre les plaques Australie / Pacifique est l'une des régions sismiques les plus actives au monde.

Inversion cinématique (résultats préliminaires)

Cette estimation consiste à reproduire les enregistrements sismiques à grande distance de l’épicentre en reconstituant l’histoire de la rupture grâce à la méthode des patchs (Vallée M. and Bouchon: Imaging co-seismic rupture in far-field by slip patches, JGI, 2004). Pour ce travail, nous reconstituons les déplacements des ondes sismiques de pressions (P) et de cisaillement (SH) afin de mieux contraindre la source sismique.
L'inversion cinématique utilisant les données longue-période (CEA et IRIS) de capteurs sismiques conduit à un mécanisme au foyer en faille normale, une magnitude Mw=8,0 et une profondeur épicentrale de 10 km (figure 2). La longueur de la zone de rupture est estimée à 80 km avec un glissement maximum sur cette zone de l’ordre de 10 mètres.
Il s’agit ici de résultats scientifiques préliminaires susceptibles d’évoluer selon l’apport de nouvelles données et la sélection d’un plan de faille différent.

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 Figure 2 : L'inversion des ondes de volume (ondes P et SH) conduit à une magnitude de Mw=8,0 avec deux zones de glissement. La rupture sur la faille se situe à 10 km de profondeur (source : CEA/DAM).


La figure suivante (figure 3) représente le glissement obtenu par l’inversion dans le contexte géographique de la région. Du fait de la complexité du plan de faille qui a rompu, cette représentation n’est qu’une vision simplifiée de la réalité.

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 Figure 3 : Carte montrant la localisation de la zone de glissement (ellipse multicolore), du plan de faille (rectangle noir) et la position des répliques sismiques (ronds oranges) (source : CEA/DAM).


Pour ces événements de forte magnitude (Mw>8,0), il est nécessaire de valider la magnitude par l’utilisation des ondes de surface afin d’étudier l’ensemble du spectre. L’inversion des ondes de Love et Rayleigh effectuée au CPPT (Tahiti) donne une estimation de 8,2 pour la magnitude Mw (figure 4).


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 Figure 4 : Résultat de l’étude de la source sismique à partir des ondes de surface (source : CEA-CPPT).

Tsunami généré par le séisme

La figure 5 montre les temps les temps d’arrivée théoriques du tsunami, calculés à l’aide du code ttt (Tsunami Travel Time développé par le Dr. Paul Wessel, http://www.geoware-online.com) et de GMT (Generic Mapping Tools developpé par les Drs. Paul Wessel et Walter Smith, http://gmt.soest.hawaii.edu).

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 Figure 5 : Position du séisme (flèche), des répliques (ronds orange), et temps de propagation théorique du tsunami à travers de l’ensemble de l’Océan Pacifique (source : CEA/DAM).

Dans l’archipel des Samoa, des vagues de plusieurs mètres de hauteur ont été enregistrées. Les stations marégraphiques de Pago Pago et de Apia ont relevé des amplitudes exceptionnelles : 4,4 m et 1,4 m crête à creux (CC) respectivement (Figure 6).


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 Figure 6 : Amplitudes crête à creux du tsunami enregistrées aux stations marégraphiques de Pago Pago et Apia aux Îles Samoa (source : CEA-CPPT).

En Polynésie Française, l’amplitude maximale a été relevée à Nuku Hiva (0,9 m CC) et Hiva Oa (0,8 m CC) aux Îles Marquises. A Rangiroa, dans l’archipel des Tuamotu, une amplitude de 0,4 m CC a été mesurée par un marégraphe tout récemment installé par l’Université et le SHOM. A Papeete l’amplitude mesurée est de 0,3 m CC (Figure 7).

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 Figure 7 : Amplitudes crête à creux du tsunami enregistrées aux Îles Marquises (Nuku Hiva et Hiva Oa), à Tahiti (Papeete) et à Rangiroa (archipel des Tuamotu) (source : CEA-CPPT).