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2 : L'océan Atlantique a-t-il besoin d'un système d'alerte aux tsunamis ? - Géosciences


2 : L'océan Atlantique a-t-il besoin d'un système d'alerte aux tsunamis ? - Géosciences

Un tsunami dans l'océan Atlantique est un événement rare. Une partie de la raison de cette faible incidence de tsunamis est le manque de zones de subduction - la source la plus courante de séismes provoquant des tsunamis.

Bien que l'incidence des tsunamis de l'Atlantique soit faible, la menace doit être prise au sérieux car des millions de personnes vivent dans des endroits à faible altitude autour du bassin atlantique. Les cartes de temps de trajet ci-dessous montrent qu'une fois qu'un tsunami est généré, le temps de réponse pour une évacuation massive peut être inconfortablement court.

Un séisme de magnitude 7,3 Mw le 11 octobre 1918, dans le passage de Mona, à l'ouest de Porto Rico, a été causé par un déplacement le long de quatre segments d'une faille normale, orientée N-S dans le canyon de Mona. Le tremblement de terre a généré un tsunami avec des hauteurs de montée atteignant 6 mètres, causant d'importants dégâts le long des côtes ouest et nord de Porto Rico. Le tremblement de terre et le tsunami ont causé 29 millions de dollars de dégâts, 116 personnes ont été tuées et 100 ont été portées disparues. Carte et légende de la NOAA. Cliquez pour agrandir la carte.


Le système américain d'alerte au tsunami aurait-il évité la catastrophe en Indonésie ?

Vendredi, un tremblement de terre et un tsunami ont frappé l'île de Sulawesi en Indonésie, rasant des hôtels, des centres commerciaux et des centaines de maisons, et tuant au moins 1 200 personnes. Le gouvernement s'attend à ce que le nombre de morts augmente.

Dans les jours qui ont suivi le séisme, les étrangers se sont concentrés sur la défaillance du système local d'alerte rapide aux tsunamis. La plupart des décès sont survenus à Palu, une ville de taille moyenne au bout d'une longue baie maigre, nichée entre les montagnes. «Des dizaines à des centaines» de personnes se trouvaient au bord de cette baie, s'amusant lors d'un festival de plage, lorsque l'eau a commencé à monter. Ce scénario - les baigneurs ignorent totalement un tsunami au moment même où il a frappé - est exactement ce que les systèmes d'alerte précoce sont censés empêcher. Pourquoi n'ont-ils pas fonctionné cette fois ?

La réponse tragique concerne à la fois les bouées brisées et la puissance horrible et irrépressible des tsunamis. "Un tsunami arrivera plus vite que n'importe quel système d'alerte précoce ne peut fonctionner", déclare Mika McKinnon, géophysicien et chercheur en catastrophes basé à San Francisco. Dans certaines catastrophes, les systèmes d'alerte précoce ne seront jamais assez rapides.

Non pas que l'Indonésie n'ait pas essayé d'en créer un. En 2004, un séisme de magnitude 9,3 a éclaté au large des côtes de Sumatra, engendrant un tsunami catastrophique qui a balayé l'océan Indien et tué plus de 230 000 personnes dans 14 pays. Dans les années qui ont suivi cette catastrophe, les organisations internationales et le gouvernement indonésien ont installé 22 bouées flottantes de détection des tsunamis entre les îles de son archipel. Mais ce système a depuis vacillé.

« Les bouées ont beaucoup de pièces et d'électricité, elles attirent donc les poissons. Les poissons attirent les pêcheurs. Et les pêcheurs abusent des bouées », explique Louise Comfort, professeur de relations internationales à l'Université de Pittsburgh. En 2016, lorsqu'un autre grand tremblement de terre a frappé Sumatra, chacune des 22 stations avait été détruite, vandalisée ou pillée pour pièces détachées. Une équipe de chercheurs américains et indonésiens, dirigée par Comfort, a proposé et testé un réseau de capteurs de tsunamis à moindre coût, mais ils n'ont pas encore de financement pour l'installer.

Même sans ce réseau de bouées sophistiquées, les autorités indonésiennes ont quand même réussi à utiliser un ensemble plus rudimentaire de capteurs GPS et de bouées ordinaires pour prédire à l'avance le tsunami de vendredi dernier. Mais cela aussi n'a servi à rien. Le tremblement de terre qui a engendré le tsunami a également détruit le réseau électrique et de communication local, muselant les sirènes du tsunami dans tout Palu. À l'approche de la terrible vague, les alarmes du front de mer n'ont pas retenti.

En fait, cette panne de courant a également brisé le réseau rudimentaire de marégraphes utilisés pour prédire le tsunami en premier lieu. Tragiquement, le gouvernement indonésien a pris ce manque de données comme une évidence : « Ils ont annulé l'alerte au tsunami exactement au même moment où le tsunami arrivait à terre », m'a dit McKinnon.

Pourtant, il n'est pas clair si, même si les bouées fonctionnaient, elles auraient sauvé de nombreuses vies à Palu. Le gouvernement américain, par exemple, gère le système d'alerte précoce aux tsunamis le plus sophistiqué au monde. Mais c'est moins miraculeux que la plupart des gens ne le pensent, explique Chris Goldfinger, professeur de géophysique à l'Oregon State qui étudie ce que les tsunamis feraient sur la côte du nord-ouest du Pacifique.

"Il y a cette idée que le système [early-warning] vous fournira un avertissement utile, si vous êtes sur la plage, directement à côté de la ligne de faille, et ce n'est pas vraiment vrai", m'a-t-il dit. « Dans la plupart des cas, si vous êtes sur une côte qui a une grande zone de subduction, le tremblement de terre est l'avertissement. »

Prenez, par exemple, la grande faille de subduction qui se trouve juste à côté d'une côte américaine : la zone de subduction de Cascadia - le sujet de cette terrifiante 2015 New yorkais récit. Si cette zone de subduction glisse, elle provoquera probablement un tremblement de terre dévastateur sur le nord-ouest du Pacifique, prenant naissance quelque part près de la côte. "Cela va se passer sans préambule ni avertissement", a déclaré Goldfinger. "Et puis cela démarre le chronomètre."

Le chronomètre, c'est-à-dire pour le tsunami. Si le séisme de Cascadia dure deux minutes, il pourrait engendrer un tsunami de 15 pieds. Si ça dure plus longtemps que ça—et le sol pouvait secouez jusqu'à six minutes - cela pourrait déclencher une vague "de l'ordre de 90 pieds", m'a dit Goldfinger.

Mais comment saurions-nous que cette vague arrive ? La plupart des capteurs d'alerte précoce américains se trouvent relativement au large. Si Cascadia déclenchait un tsunami, son point d'origine se situerait probablement entre le littoral et ce réseau de capteurs de tsunami. Ainsi, toute vague devrait se déplacer vers la mer avant de pouvoir être détectée par un capteur du gouvernement américain. Même une fois détectée, la nouvelle de la vague doit toujours être transmise à un satellite, renvoyée sur Terre et examinée par une personne du centre américain du tsunami avant, finalement, de déclencher une alerte officielle.

Tout ce processus pouvait prendre de trois à cinq minutes, m'a dit Goldfinger. Pendant ce temps, la vague entrante s'approcherait de la côte. Il a averti que les baigneurs près de l'épicentre d'un futur séisme pourraient n'avoir que 15 minutes avant que le tsunami ne frappe. Donc, si vous ressentez de violentes secousses, mais que vous n'évacuez pas avant d'avoir reçu une alerte précoce au tsunami, vous avez peut-être passé un tiers de votre temps.

« Nous aimons les solutions technologiques aux problèmes. Mais le système d'alerte aux tsunamis n'est vraiment pas une solution technologique au problème d'un tsunami en champ proche », a déclaré Goldfinger. « Pour les gens de la côte ici [en Oregon], c'est comme une machine à café cassée. Vous mettez votre argent dedans, il verse tout le café, puis la tasse descend ensuite. Être absent de quelques minutes ne va pas le couper.

"C'est pourquoi certains d'entre nous, pour être un peu ironiques, l'appellent le système japonais d'alerte aux tsunamis", a-t-il ajouté. « C'est sa vraie fonction. Cela avertira Hawaï ou le Japon d'une vague sortante.

La leçon intimidante de ce scénario est que l'éducation et la préparation sauveront bien plus de vies qu'un système sophistiqué d'alerte aux tsunamis. C'est pourquoi tout le monde a besoin de connaître une grande leçon sur les tsunamis, m'a dit McKinnon : « Si vous êtes sur une côte et que vous ressentez de fortes secousses, vous courez vers les hauteurs aussi vite que vous le pouvez. Si vous ne voyez pas les hauteurs, alors vous montez sur le toit d'un bâtiment, de préférence avec des piliers en béton.

Cela aide, a-t-elle dit, que le même type de panneau indique les routes d'évacuation des tsunamis à travers le monde.

Quant au séisme de Palu, les habitants avaient d'autres forces qui travaillaient contre eux. Le tsunami de vendredi dernier n'a pas été déclenché par un grand séisme dans la zone de subduction. "Il a été généré par une montagne sous-marine se déplaçant latéralement ou par un glissement de terrain sous-marin", a déclaré McKinnon. "Cela signifie qu'il ne va pas parcourir une très grande distance." Cela l'aurait également rendu difficile à détecter.

Ce même type de « petit » tsunami est un risque sur le nord-ouest du Pacifique et le long de la côte du Pacifique, a déclaré Goldfinger. (Le port de Los Angeles serait dévasté par un simple tsunami de 1,5 pied, m'a-t-il dit.) Il prêche donc une sorte de préparation discrète mais alerte pour tous ceux qui vivent près de l'océan Pacifique. "Je ne suis pas obsédé par ça", a-t-il déclaré, "mais je n'aime pas passer la nuit dans des parties de la côte qui se trouvent dans ces endroits bas et difficiles à évacuer. Et quand je vais à la plage, j'ai tendance à graviter vers des endroits avec de bonnes voies d'évacuation, tout comme une question de vie quotidienne, de la même manière que vous contourneriez une plaque de verglas sur la route.

Ce type de gestion des risques, a-t-il dit, pourrait faire bien plus qu'une technologie sophistiquée. « Nous pensons souvent », m'a-t-il dit, « que nous sommes protégés de quelque chose dont nous ne sommes vraiment pas protégés ».


2 : L'océan Atlantique a-t-il besoin d'un système d'alerte aux tsunamis ? - Géosciences

Question de mattbrowne (31648 />) 22 septembre 2009
10 réponses
“Grande question” ( 2 />)

De Wikipedia : Le tremblement de terre de Lisbonne de 1755, également connu sous le nom de grand tremblement de terre de Lisbonne, a eu lieu le 1er novembre 1755, vers 9 h 40. Le tremblement de terre a été suivi d'un tsunami et les incendies, qui ont causé la destruction presque totale de Lisbonne au Portugal, et des zones adjacentes. Les géologues estiment aujourd'hui que le séisme de Lisbonne a approché la magnitude 9 sur l'échelle de Richter, avec un épicentre dans l'océan Atlantique à environ 200 km (120 mi) à l'ouest-sud-ouest du cap Saint-Vincent. Les estimations placent le nombre de morts à Lisbonne entre 10 000 et 100 000 personnes, ce qui en fait l'un des tremblements de terre les plus destructeurs de l'histoire.

Environ quarante minutes après le tremblement de terre, un énorme tsunami a englouti le port et le centre-ville. Des tsunamis atteignant 20 mètres (66 pieds) ont balayé les côtes de l'Afrique du Nord et ont frappé la Martinique et la Barbade de l'autre côté de l'Atlantique. Un tsunami de trois mètres (dix pieds) a frappé Cornwall sur la côte sud de l'Angleterre.

Le Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), exploité par la NOAA à Ewa Beach, à Hawaï, aux États-Unis, est l'un des deux centres d'alerte aux tsunamis aux États-Unis. Le PTWC fait partie d'un programme international de système d'alerte aux tsunamis (TWS) et sert de centre opérationnel pour le TWS du Pacifique en émettant des bulletins et des avertissements aux membres participants et aux autres nations de la zone de responsabilité de l'océan Pacifique. Au lendemain du tremblement de terre et du tsunami chiliens de 1960 qui ont dévasté le Chili, tué des dizaines de personnes à Hawaï et peut-être jusqu'à 200 personnes au Japon, les nations du Pacifique ont décidé de coordonner leurs efforts pour empêcher que de telles pertes de vie ne se reproduisent le bassin du Pacifique en raison de tsunamis destructeurs traversant l'océan. Sous les auspices des Nations Unies, la Commission océanographique intergouvernementale (COI) a créé le Groupe intergouvernemental de coordination pour le système d'alerte aux tsunamis dans le Pacifique (ICG/PTWS) en 1968.

Le système d'alerte aux tsunamis dans l'océan Indien est un système d'alerte aux tsunamis mis en place pour avertir les habitants des pays riverains de l'océan Indien de l'approche des tsunamis. Il a été convenu lors d'une conférence des Nations Unies tenue en janvier 2005 à Kobe, au Japon, comme une première étape vers un programme international d'alerte précoce. Sa création a été provoquée par le tremblement de terre de 2004 dans l'océan Indien et le tsunami qui en a résulté, qui a fait quelque 230 000 morts ou disparus. De nombreux analystes ont affirmé que la catastrophe aurait été atténuée s'il y avait eu un système d'alerte efficace, citant le Pacific Tsunami Warning Center, bien établi à Hawaï, qui opère dans l'océan Pacifique.

Alors voici ma question : sommes-nous assez stupides pour attendre un autre tsunami de type Lisbonne avant que des budgets ne soient disponibles pour construire un système d'alerte aux tsunamis pour l'Atlantique ? Les catastrophes à grande échelle sont-elles le seul moyen de changer les choses ? Pourquoi ne pas être proactif pour un changement ? Nous connaissons les risques. Si un système de type Pacifique avait été installé avant 2004 pour l'océan Indien, peut-être que seulement 10 % des 230 000 personnes seraient mortes. Êtes-vous d'accord?


Tsunamis dans le golfe du Maine

Seuls de petits tsunamis ont été enregistrés dans le Maine. Selon le National Weather Service, des événements ont été enregistrés en 1872 et 1926. En 1872, de petites vagues (moins de 50 cm) ont été enregistrées par des marégraphes dans la baie de Penobscot, bien que la source des vagues soit inconnue. Une vague plus grosse a frappé le mont. Desert Island en 1926. Cette vague aurait atteint 10 pieds et aurait soudainement inondé Bass Harbor. Aucune blessure n'a été signalé. On pense que ces événements ont été précipités par de petits tremblements de terre dans l'océan Atlantique. Curieusement, il n'y a aucune trace dans le Maine du tsunami de 1929 qui a frappé Terre-Neuve (mentionné ci-dessus).


5. Messages relatifs au tsunami

Les messages sur les tsunamis sont émis par les centres d'alerte aux tsunamis pour informer les responsables des urgences et d'autres responsables locaux, le public et d'autres partenaires du potentiel d'un tsunami à la suite d'un éventuel événement générateur de tsunami. Pour les États-Unis, le Canada et les îles Vierges britanniques, ces messages incluent des alertes. Il existe quatre niveaux d'alerte aux tsunamis : alerte, avis, veille et déclaration d'information.

Les messages initiaux du tsunami incluent le(s) niveau(x) d'alerte, des informations préliminaires sur le séisme et une évaluation de la menace. Si un tsunami est déjà suspecté, le message peut également inclure les heures d'arrivée des vagues, les mesures de sécurité des personnes recommandées et les impacts potentiels. Les messages ultérieurs, à la fois des mises à jour et des annulations, sont basés sur une analyse sismique supplémentaire et les résultats des modèles de prévision des tsunamis et peuvent contenir des informations plus raffinées, détaillées et ciblées.


5.1.1 Qu'est-ce qu'une alerte au tsunami ?

Une alerte au tsunami est émise lorsqu'un tsunami susceptible de générer une inondation généralisée est imminent, prévu ou en cours. Des avertissements alertent le public que des inondations côtières dangereuses accompagnées de courants puissants sont possibles et peuvent se poursuivre pendant plusieurs heures après l'arrivée initiale. Des avertissements alertent les responsables de la gestion des urgences pour qu'ils prennent des mesures pour l'ensemble de la zone à risque de tsunami. Les mesures appropriées à prendre par les autorités locales peuvent inclure l'évacuation des zones côtières basses et le repositionnement des navires en eaux profondes lorsqu'il est temps de le faire en toute sécurité. Les avertissements peuvent être mis à jour, ajustés géographiquement, déclassés ou annulés sur la base d'informations et d'analyses mises à jour.


5.1.2 Qu'est-ce qu'un avis de tsunami ?

Un avis de tsunami est émis lorsqu'un tsunami susceptible de générer de forts courants ou des vagues dangereuses pour les personnes se trouvant dans l'eau ou très près de l'eau est imminent, prévu ou en cours. La menace peut persister plusieurs heures après l'arrivée initiale, mais aucune inondation importante n'est attendue dans les zones faisant l'objet d'un avis. Les mesures appropriées à prendre par les autorités locales peuvent inclure la fermeture des plages, l'évacuation des ports et des marinas et le repositionnement des navires en eaux profondes lorsqu'il est temps de le faire en toute sécurité. Les avis peuvent être mis à jour, ajustés géographiquement, transformés en avertissement ou annulés sur la base d'informations et d'analyses mises à jour.


5.1.3 Qu'est-ce qu'une veille tsunami ?

Une veille tsunami est émise lorsqu'un tsunami risque d'impacter ultérieurement la zone de veille. La montre peut être mise à niveau vers un avertissement ou un avis ou annulée sur la base d'informations et d'analyses mises à jour. Les responsables de la gestion des urgences et le public doivent se préparer à prendre des mesures.


5.1.4 Qu'est-ce qu'un bulletin d'information sur les tsunamis ?

Une déclaration d'information sur le tsunami est émise lorsqu'un tremblement de terre ou un tsunami intéresse les destinataires du message. Dans la plupart des cas, des déclarations d'information sont émises pour indiquer qu'il n'y a pas de menace de tsunami destructeur à l'échelle du bassin et pour empêcher des évacuations inutiles. Les déclarations d'information pour les événements distants nécessitant une évaluation peuvent être mises à niveau vers un avertissement, un avis ou une surveillance sur la base d'informations et d'analyses mises à jour.


5.2 Qu'est-ce qu'un message de menace de tsunami ?

Un message de menace de tsunami est un message de tsunami pour les partenaires internationaux du Pacifique et des Caraïbes. Les États-Unis n'émettent pas d'alertes pour ces partenaires. L'objectif principal de ces messages est d'aider les autorités nationales à comprendre la menace qui pèse sur leurs côtes afin qu'elles puissent déterminer les alertes à émettre pour leurs côtes, le cas échéant. Un message de menace décrit les menaces de tsunami en fonction du danger potentiel et de l'impact sur les personnes, les structures et les écosystèmes sur terre ou dans les environnements marins côtiers. Les autorités nationales détermineront le niveau d'alerte approprié pour chaque pays et pourront publier des informations et des instructions supplémentaires ou plus précises. Un message de menace peut être mis à jour sur la base de nouvelles informations, données et analyses. Une déclaration d'information peut être publiée à la suite d'un tremblement de terre ou d'un tsunami intéressant les destinataires du message s'il y a peu ou pas de menace, mais peut être transformée en message de menace de tsunami si cela est justifié.

Les États et territoires américains du Pacifique et des Caraïbes (Samoa américaines, Guam, Hawaï, îles Mariannes du Nord, Porto Rico, îles Vierges américaines) doivent se référer *SEULEMENT aux messages du Pacific Tsunami Warning Center pour leurs régions. Les messages internationaux de menace de tsunami du Pacific Tsunami Warning Center peuvent mentionner des États et territoires américains, mais ils ne reflètent pas la modélisation et l'analyse supplémentaires menées pour affiner les prévisions et définir les niveaux d'alerte pour les États-Unis et ne devraient pas être invoqués par les États américains. et territoires


5.3 Qui émet les messages tsunami ?

Les centres d'alerte aux tsunamis préparent et diffusent des messages sur les tsunamis pour leurs zones de service désignées respectives. Les principaux destinataires de ces messages sont les bureaux de prévisions météorologiques du NWS, les centres d'opérations d'urgence des États, les garde-côtes américains, l'armée américaine et les autorités internationales désignées. Chacun de ces destinataires est responsable de la transmission du message à ses propres constituants.


5.4 Qui annule les messages tsunami ?

Les centres d'alerte aux tsunamis émettent une annulation après avoir déterminé qu'un tsunami destructeur n'affectera pas une zone faisant l'objet d'un avertissement, d'un avis ou d'une surveillance ou qu'un tsunami a diminué à un niveau où des dommages supplémentaires ne sont pas attendus. Cependant, l'annulation d'un message ne signifie pas que la zone est sûre. La décision finale qu'une zone est sûre appartient aux responsables locaux et nationaux de la gestion des urgences.


5.5 Quelles sont les zones de service désignées des centres d'alerte aux tsunamis ?


5.6 Comment les centres d'alerte aux tsunamis décident-ils des niveaux d'alerte à inclure dans leurs messages ?

Les centres d'alerte aux tsunamis fondent leurs messages initiaux sur les tsunamis sur les informations préliminaires sur les séismes (emplacement, profondeur et magnitude) reçues des réseaux sismiques, car il s'agit de toutes les informations disponibles dans les premières minutes après un séisme. Ils utilisent des critères prédéfinis (Atlantique, Pacifique) pour décider quand émettre un message de tsunami et quelle(s) alerte(s) inclure. Les messages et alertes ultérieurs sont basés sur l'estimation de l'impact résultant d'une analyse sismique supplémentaire, des mesures du niveau d'eau, des résultats du modèle de prévision des tsunamis et des informations historiques sur les tsunamis.

Les avertissements de tsunami sont généralement émis à la suite de séismes côtiers de magnitude 6,5 ou plus pour les côtes américaines et canadiennes de l'Atlantique et du Golfe, et de magnitude 7,1 ou plus pour toutes les côtes le long de l'océan Pacifique et de la mer des Caraïbes. La hauteur du tsunami affecte également la sélection des alertes. En général, les centres d'alerte émettent une alerte au tsunami si la hauteur prévue ou observée du tsunami dépasse 1,0 mètre (3,3 pieds) ou si l'impact est inconnu, et un avis au tsunami si la hauteur prévue est comprise entre 0,3 et 1,0 mètre (0,98 et 3,3 pieds) ou la hauteur observée est comprise entre 0,5 et 1,0 mètre (1,6 et 3,3 pieds).


5.7 À quelle vitesse les messages de tsunami sont-ils émis ?

Le temps qu'il faut à un centre d'alerte aux tsunamis pour émettre un message de tsunami dépend de la densité et de la distribution du réseau sismique à proximité du point d'origine du séisme. Dans les régions à forte densité de réseau sismique, les centres d'alerte peuvent émettre des messages dans les cinq minutes. Dans les zones à faible densité de réseau sismique, le temps de réponse passe à 10-15 minutes.


5.8 Comment puis-je recevoir des messages tsunami ?

Aux États-Unis, les messages sur les tsunamis sont diffusés par la radio et la télévision locales, la radio maritime, alertes d'urgence sans fil, Radio météo NOAA, les sites Web de la NOAA (comme Tsunami.gov) et des comptes de réseaux sociaux (Facebook et Twitter). Ils peuvent également provenir de sirènes extérieures, de responsables locaux, d'e-mails et d'alertes par SMS des systèmes d'inscription nationaux et locaux, et de notifications téléphoniques. Dans certains cas, comme les alertes d'urgence sans fil qui ne diffusent que la première alerte au tsunami, la diffusion d'un message peut dépendre du niveau d'alerte et/ou des circonstances locales. Il n'y a pas toujours assez de temps pour un avertissement officiel, il est donc important de comprendre les avertissements naturels.


Applicabilité de la matrice de décision du système d'alerte aux tsunamis de l'Atlantique du Nord-Est, de la Méditerranée et des mers connectées aux tsunamis italiens

Abstrait. Après la catastrophe du tsunami de l'océan Indien en 2004, l'UNESCO, à travers la COI (Commission océanographique intergouvernementale), a parrainé la création de groupes intergouvernementaux de coordination (GIC) dans le but de concevoir et de mettre en œuvre des systèmes d'alerte aux tsunamis (TWS) dans tous les océans exposés aux tsunamis, en plus de à celui déjà en service dans le Pacifique (PTWS). Dans ce contexte, depuis 2005, des efforts ont commencé pour la mise en place de TWS dans l'océan Indien (IOTWS), dans la zone Caraïbes (CARIBE EWS) et dans l'Atlantique Nord-Est, la Méditerranée et les mers connectées (NEAMTWS).

Dans cet article, nous nous concentrons sur un outil spécifique qui a été introduit pour la première fois dans les opérations de routine du PTWS, c'est-à-dire la matrice de décision (DM). Il s'agit d'un tableau simple d'utilisation établissant un lien entre les principaux paramètres d'un séisme et l'éventuel tsunami qui s'ensuit afin de prendre une décision rapide sur le type de bulletins d'alerte qu'un centre d'alerte aux tsunamis lance à ses destinataires. Dans le processus de mise en œuvre d'un TWS régional pour la zone NEAM, deux DM distincts ont été récemment proposés par l'ICG/NEAMTWS, l'un pour l'Atlantique et l'autre pour l'ensemble de la zone méditerranéenne.

Ce travail applique le DM du NEAMTWS méditerranéen aux séismes enregistrés en Italie et compare l'action prédite par le DM par rapport à l'action qui devrait être appropriée compte tenu des caractéristiques du tsunami observé dans le but d'établir dans quelle mesure les performances du TWS italien être quand il utilise le DM pour des événements futurs. À cette fin, nous utilisons le catalogue paramétrique des tremblements de terre italiens (CPTI04) compilé en 2004 et la compilation la plus récente du tsunami italien, basée sur le catalogue italien des tsunamis de 2004 et les révisions ultérieures. Afin de mieux comparer les actions TWS, nous avons identifié quatre types d'actions différents en les codant de 0 à 3 en fonction de la gravité du tsunami et avons en outre considéré trois plages de distance différentes où ces actions s'appliquent, c'est-à-dire locale, régionale et à l'échelle du bassin. , qui font référence à la distance entre les destinataires du message et la source du tsunami. Le résultat de notre analyse est que les actions prescrites par le DM ne sont adéquates que dans 45 à 55 % des cas, les surestimations sont d'environ 37 % et les sous-estimations sont le reste. Dans l'ensemble, la capacité prédictive du DM n'est pas satisfaisante, ce qui implique que les destinataires ont la lourde tâche de gérer des bulletins porteurs d'une grande incertitude et d'autre part suggère également que des stratégies pour améliorer le DM ou aller au-delà du DM besoin d'être trouvé.


2 : L'océan Atlantique a-t-il besoin d'un système d'alerte aux tsunamis ? - Géosciences

Les géophysiciens Steven N. Ward et Simon Day, de l'Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California, Santa Cruz, et Aon Benfield UCL Hazard Research Center, University College London, respectivement, ont collaboré pour produire des simulations informatiques qui montrent le comportement des tsunamis passés et d'explorer divers scénarios dans lesquels de nouveaux tsunamis pourraient se produire. À la lumière du tremblement de terre et du tsunami au Japon en 2011, le rédacteur scientifique de Britannica, John P. Rafferty, a interrogé Ward et Day sur le potentiel de grands tsunamis dans l'océan Atlantique.

Britannica : Le dernier tsunami de l'Atlantique à noter a été engendré par le tremblement de terre en Haïti de 2010, qui a produit une vague de 10 pieds qui a tué trois personnes près de Port-au-Prince. Existe-t-il d'autres exemples de tsunamis atlantiques qui ont causé des dommages similaires ou même plus importants ?

Quartier et jour : Le tsunami destructeur le plus récent dans l'océan Atlantique s'est produit au large de la côte nord-est de la République dominicaine le 8 août 1946. Un séisme de zone de subduction de magnitude 7,8 à l'extrémité ouest de la tranchée de Porto Rico a généré un tsunami avec une accélération maximale de 5 mètres. La vague a frappé une région basse et densément peuplée, tuant près de 1 800 personnes. À peine quatre jours plus tard, un deuxième tsunami a attaqué la même côte et 75 autres ont péri. Avant 1946, les tsunamis sismiques notables dans l'océan Atlantique comprenaient un en 1918 près de Porto Rico et un en 1867 près des îles Vierges. De manière significative, un tsunami destructeur au large de Terre-Neuve en 1929 n'a pas été causé par un tremblement de terre mais par un glissement de terrain sous-marin. Le seul tsunami de l'Atlantique au cours des derniers siècles avec des conséquences transocéaniques engendré par le tremblement de terre du 1er novembre 1755 à Lisbonne. Cette vague a causé des dommages catastrophiques au sud du Portugal, au sud de l'Espagne et au Maroc et a produit des inondations importantes à travers l'océan à Terre-Neuve et aux Petites Antilles.

Britannica : Le système d'alerte rapide aux tsunamis dans le Pacifique est en place depuis plusieurs années. Existe-t-il un système équivalent capable de détecter les tsunamis dans d'autres bassins océaniques, notamment l'Atlantique ?

Quartier et jour : Sensiblement, les océans et les mers présentant différents types de risques de tsunami ont des systèmes qui fournissent différents types d'alerte. Bien que quelques capteurs de type DART (Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis) aient été placés au large de la côte est des États-Unis au cours des dernières années, le système d'alerte dans l'Atlantique se concentre principalement sur l'aléa régional de tsunami dans les Caraïbes en raison de aux tremblements de terre dans la zone de subduction tranchée de Porto Rico-Petites Antilles. Un système d'alerte dans l'océan Indien a été mis en place dans les années qui ont suivi le tsunami de 2004, mais il n'a pas encore été bien testé. La coopération internationale en matière d'alerte aux tsunamis en Méditerranée est très limitée.

Britannica : Quels types d'améliorations sont nécessaires pour amener le système d'alerte aux tsunamis de l'Atlantique à la hauteur de celui du Pacifique ?

Quartier et jour : Un problème particulier pour l'alerte de l'océan Atlantique est que le risque de tsunami y est associé davantage aux glissements de terrain sous-marins que ce n'est le cas dans l'océan Pacifique, où la plupart des tsunamis proviennent de tremblements de terre. Un système de type Pacifique basé sur la détection, la localisation et la quantification rapides des tremblements de terre potentiels générateurs de tsunamis est moins efficace pour traiter les sources de tsunamis non sismiques. Les systèmes d'alerte qui détectent eux-mêmes les vagues de tsunami seront plus utiles dans l'Atlantique. Les méthodes de détection directe incluent les capteurs de pression en eau profonde existants comme DART. Les bouées DART sont cependant coûteuses à mettre en place et à entretenir. Beaucoup d'entre eux sont inopérants à un moment donné. À l'avenir, la détection des tsunamis par satellite a du potentiel, soit par imagerie radar des vagues elles-mêmes, soit par détection optique ou infrarouge en temps réel de l'inondation des vagues sur les côtes le long de leur trajectoire. (Regardez une simulation d'un effondrement du flanc de La Palma de 500 km cubes en « glissière unique » ici.)

Britannica : En 2000, vous avez écrit un article qui s'est étendu sur un modèle de simulation d'un effondrement potentiel du volcan Cumbre Vieja sur l'île de La Palma aux Canaries. Quelle est la probabilité de ce scénario et à quel type de dommage peut-on s'attendre s'il se produit ?

Quartier et jour : La cartographie et les recherches antérieures de l'un d'entre nous (S. Day) montrent que Cumbre Vieja a évolué vers un état potentiellement instable au cours des 10 000 dernières années et que le volcan devient plus vulnérable avec la remontée de magma lors des éruptions. Les mouvements lents des flancs en périodes inter-éruptives se multiplient au centuple lors de ces événements. Lors de sa précédente éruption au sommet en 1949, trois mètres de glissement de flanc ont eu lieu en quelques jours seulement. Nous pensons que Cumbre Vieja s'effondrera lors d'une future éruption, mais une grande incertitude existe quant au calendrier. Le volcan peut nécessiter un affaiblissement non pas d'une, mais de plusieurs éruptions successives. Cela pourrait prendre quelques milliers d'années.

Tout le monde s'accorde à dire que de nombreux volcans insulaires océaniques s'effondrent. Le seul point de discorde est le processus. Certains suggèrent que les volcans s'effondrent par étapes. Si tel est le cas, de nombreux glissements de terrain plus petits pourraient produire des tsunamis plus petits qu'un seul grand glissement. Nous soutenons que le reste des preuves géologiques soutient des glissements géants uniques, peut-être suivis de quelques plus petits tombant de la cicatrice nouvellement formée. Le dernier effondrement de ce scénario s'est produit il y a 4 500 ans, à l'île de la Réunion dans l'océan Indien. Notre vue « simple diapositive » de La Palma, s'est vérifiée dans des exemples moins importants, tels que l'effondrement et le tsunami du volcan Ritter Island en Nouvelle-Guinée en 1888 et la baie de Lituya, en Alaska, le glissement de terrain et le tsunami de 1958.

Les simulations les plus récentes de ruptures d'un seul glissement de Cumbre Vieja génèrent des tsunamis de plusieurs centaines de mètres localement et mettent de 10 à 40 mètres d'élan sur des plages éloignées. Même à l'extrémité inférieure de cette fourchette, ces endroits subiraient des dommages comparables à ceux observés autour de Sendai, au Japon, en 2011. La principale différence entre les tsunamis et les méga-tsunamis n'est pas tant la taille que l'étendue. Alors que les premiers exercent leur pire influence le long des côtes s'étendant sur quelques centaines de km, nous nous attendons à ce qu'un méga-tsunami de Cumbre Vieja cause des dégâts (ou pire) à Sendai le long de 20 000 km de littoral.

Britannica : En dehors de Cumbre Vieja, existe-t-il d'autres endroits dans le bassin atlantique qui présentent un grand risque de développement de méga-tsunamis ? Si oui, quels sites font actuellement l'objet d'une enquête ?

Quartier et jour : Deux autres volcans actifs dans l'océan Atlantique ont le potentiel de produire des glissements de terrain géants et des méga-tsunamis : le volcan Teide à Tenerife, aux îles Canaries et le volcan Cha das Caldeiras à Fogo, aux îles du Cap-Vert. Les deux volcans sont actuellement surveillés. Comme Cumbre Vieja, Cha das Caldeiras montre des changements au cours des 12 000 dernières années qui suggèrent que ce volcan évolue également vers un état instable.

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Tsunami

Monsieur le Président et membres du Comité, merci de cette occasion de discuter de la récente tragédie en Asie du Sud et de ce qui peut être fait pour réduire la menace que les tsunamis et les tremblements de terre font peser sur les communautés côtières des États-Unis et du monde entier. Des événements comme celui-ci nous rappellent tragiquement notre vulnérabilité aux aléas naturels. Bien que les États-Unis ne soient pas aussi vulnérables aux tsunamis que d'autres régions du monde, nous sommes confrontés à des risques importants.

Le 29 décembre, le président a demandé aux ministères de l'Intérieur et du Commerce de déterminer si nos systèmes sont adéquatement préparés à un tsunami sur nos côtes. As a result, the Administration announced its commitment to implement an improved domestic tsunami detection and warning system. As part of the President’s plan, the U.S. Geological Survey (USGS) will strengthen its ability to detect global earthquakes both through improvements in the Global Seismographic Network (GSN), which we support jointly with the National Science Foundation (NSF), and through around-the-clock analysis of earthquake events. The changes that are proposed for USGS clearly have a dual purpose, improving our capacity to respond to earthquakes as well as supporting the tsunami warning program of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

In addition to earthquake monitoring and reporting, the USGS conducts a number of activities aimed at improving tsunami hazard assessments, education, and warnings, including geologic investigations into the history of and potential for tsunami occurrence, coastal and marine mapping, and modeling tsunami generation. Although most tsunamis are caused by earthquakes, they can also be caused by volcanic eruptions, submarine landslides, and onshore landslides that cause large volumes of rock to fall into the water. All of these tsunami-generating hazards can impact the United States. Consequently, a broad range of USGS work in earthquake, volcano and landslide hazards, and coastal and marine geology, contribute to better understanding of tsunami impacts and occurrences.

Additionally, USGS is playing a role in relief efforts for nations impacted by the December 26 disaster by providing relief organizations worldwide with pre- and post-tsunami satellite images and image-derived products that incorporate information on population density, elevation, and other relevant topics. These images and products are being used by relief organizations to determine where relief efforts are most critical and how best to carry out those relief operations. In our efforts to assist and improve relief efforts, we work closely with partners at NOAA, the U.S. Agency for International Development, other federal agencies, and in academia. For example, USGS scientists are part of international teams conducting post-tsunami investigations in Sri Lanka and Indonesia with the goal of applying the knowledge developed to other vulnerable areas in the United States and around the globe.

USGS is also working with NOAA and other domestic and global partners through the Global Earth Observing System of Systems (GEOSS) and other mechanisms. Through GEOSS, improved monitoring capabilities must be firmly linked into all-hazards warning systems and, the most important link in the chain, public education and mitigation programs. As we move forward, we must bear in mind that this was an earthquake disaster as well as a tsunami disaster, and we must learn from both. This is not just a scientific endeavor it is a matter of public safety.

Earthquake and Tsunami of December 26, 2004

This was the second year in a row in which a deadly earthquake occurred near the end of the year. In 2003, a magnitude 6.6 quake struck Iran's ancient city of Bam, killing over 30,000 people. In 2004, the deadly quake was a magnitude 9 earthquake that initiated 20 miles below the seafloor off the western coast of Sumatra, the fourth largest earthquake to strike the planet since 1900 and the largest since a magnitude 9.2 earthquake struck Alaska in 1964. The earthquake and resulting tsunami killed more than 150,000 people around the Indian Ocean, two-thirds of them in northern Sumatra, whose inhabitants experienced not only the severe shaking from the earthquake but also the tsunami's full force.

As with other giant earthquakes, this one took place along a subduction zone, where one of the tectonic plates that make up the Earth’s rigid outer layer is being thrust beneath another (see Figure 1). The Sunda trench is the seafloor expression of such a plate boundary where the Indian plate is thrusting under the overriding Burma plate. The size of an earthquake is directly related to the area of the fault that is ruptured. This rupture propagated northward along the plate boundary fault for over 750 miles beneath the Nicobar and Andaman Islands almost to Burma with a width of over 100 miles and slip along the fault averaging several tens of feet.

It is difficult to comprehend the scope of a magnitude 9 earthquake. When we hear the term earthquake magnitude, we think of the Richter scale, which was the first of several scales developed to measure the earthquake size from the seismic waves they generate. These scales are logarithmic such that each whole number represents an order of magnitude larger in the seismic waves generated. So a magnitude 7 earthquake is 10 times larger than a magnitude 6 and 100 times larger than a magnitude 5. However, the amount of energy released goes up much faster. This magnitude 9 earthquake released 32 times more energy than a magnitude 8 earthquake and 1000 times more energy than a magnitude 7 earthquake such as the one that struck the San Francisco Bay area in 1989. The energy released by the Sumatra earthquake is roughly equal to that released by all the earthquakes, of every size, everywhere in the world since the mid-1990s. It’s important to remember that our own coasts, Alaska in 1964 and the Pacific Northwest in 1700, were the site of earthquakes as large as the Sumatra earthquake.

A great deal of that energy was transferred to the Indian Ocean’s waters and ultimately to its surrounding shores. Along the length of the fault rupture, the seafloor was jolted upward by as much as 15 feet, lifting trillions of gallons of sea water – a volume more than 30 times that of the Great Salt Lake - and generating the tsunami that swept both east, inundating the coast of Sumatra, Thailand and Burma, and west, crossing the open ocean at hundreds of miles per hour on its way to the coasts of India, Sri Lanka, and eventually eastern Africa.

Tsunamis strike the Indian Ocean less frequently than the Pacific Ocean, which is ringed by subduction zones, but there have been at least a half dozen Indian Ocean tsunamis caused by earthquakes in the past 200 years. What had been the deadliest tsunami in the region was not caused by an earthquake but by the explosion of Krakatau volcano in 1883. The tsunami generated by the collapse of that volcano killed 36,000 people on Java, Sumatra and neighboring islands.

It is important to emphasize that not all large subsea earthquakes generate tsunamis. For example, four days before the Sumatra earthquake, a magnitude 8.1 earthquake struck the seafloor south of New Zealand near the Macquarie Islands. Instead of generating a thrusting motion as in a subduction zone, this earthquake occurred on a strike-slip fault, moving side to side like the San Andreas Fault, a motion much less efficient at creating a tsunami. No tsunami was generated. Even earthquakes generated in subduction zones may not produce tsunami, depending on whether the fault rupture reaches the seafloor, the amount of displacement on the fault and other factors. One of the key roles of a tsunami detection system is to avoid false warnings that cause costly and unnecessary evacuations that can undermine people’s willingness to heed warnings in the future. In addition to buoys and tide gauges, seismic data may be able to provide an additional check, and research in this area could improve our ability to recognize tsunami-causing events in minutes.

U.S. earthquake monitoring networks and their role in tsunami warning center operations

To monitor earthquakes in the United States, the USGS has begun to install and operate the Advanced National Seismic System (ANSS), which was established by the National Earthquake Hazard Reduction Program (NEHRP) in 2000 (P.L. 106-503). The system includes a 63-station ANSS Backbone Network, which is capable of locating most felt earthquakes nationwide and provides data in near-real-time to USGS. Extending our capability in high-hazard areas of the country are 17 regional seismic networks that provide detailed coverage and rapid response, local expertise in event analysis and interpretation, and data. Our ANSS partnerships –which include universities, state government agencies and NSF– greatly leverage USGS seismic monitoring capabilities. The key products of the system are rapid and accurate earthquake locations and magnitudes, delivered directly to users for emergency response.

In several of the highest-risk urban areas in the United States, dense arrays of seismic sensors designed to record strong ground motion have been deployed under ANSS. These areas include the Los Angeles, San Francisco, Seattle, Anchorage and Salt Lake City metropolitan regions. When triggered by an earthquake, data from these sensors are automatically processed into detailed maps of ground shaking (“ShakeMaps”), which in turn feed loss estimation and emergency response. Also, because earthquake losses are closely tied to the vulnerability of buildings and other structures, USGS monitors earthquake shaking in structures in support of engineering research, performance-based design, and rapid post-earthquake damage evaluations. If placed in certain critical facilities, these sensors can contribute to critical post-earthquake response decisions.

USGS has set a minimum performance goal of determining automated locations and seismic magnitudes within 4 minutes or less in the U.S. This is exceeded in many ANSS regions for example, the magnitude 6.5 San Simeon, California, earthquake of December, 2003, was automatically located within 30 seconds. Earthquake data, including locations, magnitudes, other characterizations and, where requested, the actual seismograms, are automatically transmitted from USGS and regional centers to federal response departments and agencies such as the NOAA tsunami warning centers, the Department of Homeland Security, including the Federal Emergency Management Agency (FEMA), State governments, local emergency managers, utility operators, several private sector entities, and the public and media. USGS does not currently have 24 x 7 earthquake analysis, but analysts are on-call in the event of a large earthquake worldwide. The Administration has recently proposed 24 x 7 operations as a key needed improvement in response to the Indian Ocean tsunami disaster.

To monitor seismic events worldwide, the Global Seismographic Network (GSN) maintains a constellation of 128 globally distributed, modern seismic sensors. USGS operates about two-thirds of this network, and the University of California, San Diego, operates the other third with NSF support. NSF also funds the IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology) Consortium to handle data management and long-term archiving. Two GSN stations were the first to detect the December 26, 2004, Sumatra earthquake, and automated analysis of these data generated the “alerts” of strong recorded amplitudes sent to NOAA and USGS. At the present time, about 80% of GSN stations transmit real-time data that can be used for rapid earthquake analysis and tsunami warning. The Administration is requesting funding to extend the GSN’s real-time data communications, as well as to improve station uptime through more frequent maintenance. These changes will result in improved tsunami warning in the United States and globally.

Through the National Tsunami Hazard Mitigation Program, the USGS, NOAA, FEMA, and five western States (Alaska, California, Hawaii, Oregon and Washington) have worked to enhance the quality and quantity of seismic data provided to the NOAA tsunami warning centers and how this data is used at the State and local level. This program has funded USGS to upgrade seismic equipment for regional seismic networks in northern California, Oregon, Washington, Alaska and Hawaii. The seismic data recorded by the USGS nationally and globally are relayed to the NOAA tsunami warning centers. USGS and NOAA also exchange earthquake locations and magnitude estimates, with USGS providing the final authoritative magnitudes of events. USGS is also working with emergency managers in the Pacific Northwest to support public warning systems in coastal communities there.

Improving earthquake monitoring in the United States —with consequent improvements to public safety and the reduction of earthquake losses— can be achieved through the modernization and expansion of the ANSS, including expansion of seismic sensor networks nationwide, the upgrading of the associated data processing and analysis facilities, and the development of new earthquake products. Funding over the past three years has focused on installation of over 500 new seismic sensors in high-risk urban areas. The FY05 appropriation for ANSS is $5.12 million. The President’s proposed increase in funding to USGS in response to the tsunami disaster would allow USGS to make critically needed improvements to performance in one key element of ANSS, providing 24 x 7 operations capacity and completing software and hardware upgrades to speed processing times. These improvements will enhance USGS support of NOAA’s tsunami warning responsibility.

The threat from tsunamis and great earthquakes in the Pacific

The concentration of U.S. tsunami warning efforts in the Pacific reflects the greater frequency of destructive tsunami in that ocean. Approximately 85% of the world’s tsunamis occur in the Pacific. This is due to many subduction zones ringing the Pacific basin -- the source of submarine earthquakes of large enough magnitude (greater than

7) to produce tsunami. While Hawaii’s position in the middle of the Pacific makes it uniquely vulnerable to ocean-wide tsunami, this chain of volcanic islands also faces a hazard from locally generated tsunami due to local earthquakes or submarine landslides. In 1975, a magnitude 7.2 earthquake just offshore the island of Hawaii caused a tsunami that killed 2 with maximum runup height (elevation reached by tsunami as they move inland from the shoreline) of 47 feet.

U.S. Insular Areas in the Pacific also face a threat both from ocean-wide tsunami as well as ones generated locally. The volcano Anatahan in the Northern Marianas, which began actively erupting on January 5, 2005, serves as a reminder that inhabitants and U.S. military interests in the Commonwealth of the Northern Mariana Islands and the Territory of Guam are threatened by nine islands with active volcanoes that have the potential to generate hazardous ash plumes as well as tsunamis through eruption-induced collapse. The risks from tsunamis to the inhabited islands are poorly understood, and tsunami inundation modeling is needed to assess the threat represented by such an event.

Our knowledge of what may be the greatest risk to the United States does not come from our tsunami experiences of the last half century, but rather to the detective work of USGS and other scientists in the Pacific Northwest. In contrast to the San Andreas Fault, where the Pacific and North American plates are sliding past one another, a subduction zone known as Cascadia lies offshore further north, its size nearly identical to that of the rupture zone of the Sumatra earthquake (see Figure 2). On January 26, 1700, the Cascadia subduction zone broke in a great earthquake, probably from northernmost California to the middle of Vancouver Island. Along the Pacific coast in Oregon, Washington, California, and British Columbia, this huge event of the same general size of the Sumatra earthquake, caused coastal marshes to suddenly drop down several feet. This change in land elevation was recorded by the vegetation living in and around the coastal marshes. For example, along the Copalis River in Washington State, Western Red Cedar trees that have lifespans of over 1000 years were suddenly submerged in salt water. Over the next few months, those trees died. By comparing tree rings of the still standing dead trees with nearby trees that were not submerged, paleoseismologists established that the trees were killed during the winter of 1699-1700.

Digging through river bank deposits along the Copalis and other rivers in Cascadia, paleoseismologists found a pervasive, black sand sheet left by the tsunami. Because the sands deposited by the tsunami are transported by the tsunami waves, paleoseismologists can combine the location of tsunami sands with the change in marsh elevation to get an approximate idea of the length of the rupture for the 1700 earthquake. Tsunami sands have been found from Vancouver Island to Humboldt Bay in California.

Once paleoseismologists found evidence of the 1700 event, they combed written records in Japan to see if evidence existed of an unknown tsunami wave. Several villages recorded damage in Japan on January 27, 1700, from a wave that people living along the coast could not associate with strong ground shaking. The coast of Japan had been hit, not unlike Sri Lanka and Somalia, by a distant tsunami, but this tsunami came from the west coast of North America. By modeling the travel time across the Pacific, paleoseismologists were able to establish the exact date of the last Cascadia subduction zone event.

Based on estimates of the return interval, USGS scientists and others have estimated that there is a 10-14 percent chance of a repeat of the Cascadia magnitude 9 earthquake and tsunami event in the next 50 years. Since that initial discovery in the early 1980s, many of the elements of the seismic systems for the Pacific Northwest described above have been put in place along with improved building codes to address the higher expected ground shaking and increased public education through the efforts of state and local emergency managers.

The December 26, 2004, earthquake and tsunami together cause us to focus on the similar threat from the Cascadia subduction zone that faces the Pacific Northwest as well as our long Alaskan coastline. Here I cannot emphasize enough the critical role played by our partners in State and local government, especially the state emergency managers. Largely through the efforts of the National Tsunami Hazard Mitigation Program partnership, much has been accomplished. Seismic systems have been improved, allowing NOAA’s West Coast and Alaska Tsunami Warning Center to issue warnings within minutes of a significant offshore earthquake. Inundation maps, graphic representations of estimates of how far inland future tsunami waves are likely to reach, are available for most major communities in northern California, Oregon, and Washington. Working with FEMA, public education has been stressed, and emergency managers have begun installing all-hazard warning systems. USGS is co-funding a $540,000 pilot project in Seaside, Oregon with FEMA and NOAA to develop risk identification products that will help communities understand their actual level of risk from tsunami in a way that could be conveyed on existing flood maps. The goal of the project is to develop techniques that can be used to determine the probability and magnitude of tsunami in other communities along the west coast of the United States.

Tsunami threats in the Atlantic

With respect to tsunami hazard risk to the U.S. East coast, it should be noted that subduction zones are scarce in the Atlantic Ocean. But the Atlantic Ocean is not immune to tsunami. A tsunami following the great 1755 Lisbon earthquake, generated by collision of the African and Eurasian tectonic plates, devastated coasts of Portugal and Morocco, reached the British Isles, and crested as much as 20 feet high in the Caribbean.

In 1929, the magnitude 7.2 Grand Banks earthquake triggered a submarine landslide and tsunami that struck Newfoundland’s sparsely settled coast, where it killed 27 people with waves as high as 20 feet. An event like this, involving a submarine landslide, may be the most likely scenario for the Atlantic coast. Scars of past large submarine landslides abound on the continental slope off the U.S. Atlantic coast. As in the 1929 Grand Banks event, some of the slides probably resulted from large earthquakes. If earthquakes are the primary initiator of the observed landslide features, the hazard to the Atlantic coast is limited as large earthquakes rarely occur in the vicinity of the U.S. and Canada Atlantic coast—perhaps once a century, on average (Boston area, 1755 Charleston, 1866 Newfoundland, 1929). Additionally, this type of tsunami would affect a much smaller geographical area than one generated by a subduction zone, and its flooding effect and inundation distance would be limited. Much work is needed, however, to more fully understand the triggering of submarine landslides and the extent of that threat in the Atlantic.

Another tsunami scenario for the Atlantic coast that has been widely publicized is a landslide involving collapse of part of the Cumbre Vieja volcano in the Canary Islands into the sea. While this collapse would be dramatic and might indeed induce a transatlantic tsunami, such a collapse may occur only once every hundred thousand years. Furthermore, unlike the West Coast with the abundant record of past ocean-wide tsunami deposits, no such regionally extensive deposits have been found to date along the Atlantic coast.

Tsunami threats in the Caribbean

The Caribbean is subject to a broad range of geologic processes that have the potential to generate tsunami. Indeed, the Caribbean tectonic plate has almost all of the tsunami-generating sources within a small geographical area. Subduction zone earthquakes of the type that generated the Indian Ocean tsunami are found along the Lesser Antilles and the Hispaniola and Puerto Rico trenches. Other moderately large earthquakes due to more local tectonic activity take place probably once a century, such as in Mona Passage (1918 tsunami) and in the Virgin Islands basin (1867 tsunami). Moderate earthquakes occur that may trigger undersea landslides and thus generate tsunami. An active underwater volcano (Kick’em Jenny near Grenada) where sea floor maps show previous episodes of flank collapse also poses a tsunami hazard. Above-water volcanic activity occurs, wherein the Lesser Antilles periodically generate landslides that enter the sea to cause tsunami. And finally, the possibility exists of tele-tsunami from the African-Eurasian plate boundary, such as the great Lisbon earthquake of 1755 described above.

In 1867, an 18-foot high tsunami wave entered St. Thomas’ Charlotte Amalie at the same time that a 27-foot wave entered St. Croix’s Christiansted Harbor. Were that to occur again today, the 10-fold increase in population density, the cruise ships, petroleum carriers, harbor infrastructure, hotels and beach goers, nearby power plants, petrochemical complexes, marinas, condominiums, and schools, would all be at risk.

On October 11, 1918, the island of Puerto Rico was struck by a magnitude 7.5 earthquake, centered approximately 15 kilometers off the island’s northwestern coast, in the Mona Passage. In addition to causing widespread destruction across Puerto Rico, the quake generated a medium sized tsunami that produced runup as high as 18 feet along the western coast of the island and killed 40 people, in addition to the 76 people killed by the earthquake. More than 1,600 people were reportedly killed along the northern coast of the Dominican Republic in 1946 by a tsunami triggered by a magnitude 8.1 earthquake.

In contrast to the Caribbean, the Gulf of Mexico has low tsunami risk. The region is seismically quiet and protected from tsunami generated in either the Atlantic or the Caribbean by Florida, Cuba, and broad continental shelves. Although there have been hurricane-generated subsea landslides as recently as this fall, there is no evidence that they have generated significant tsunami.

Lessons learned: What the United States can do to better prepare itself and the world

Natural hazard events such as the one that struck Sumatra and the countries around the Indian Ocean on December 26, 2004, are geologically inevitable, but their consequences are not. The tsunami is a potent reminder that while the nations surrounding the Pacific Ocean face the highest tsunami hazard, countries around other ocean basins lacking basic tsunami warning systems and mitigation strategies face considerable risk. Reducing that risk requires a broad, comprehensive system including rapid global earthquake and tsunami detection systems, transmission of warnings in standardized formats to emergency officials who already know which coastal areas are vulnerable through inundation mapping and tsunami hazard assessment, and broadcast capabilities to reach a public already educated in the dangers and how to respond. For tsunami crossing an ocean basin, an adequate system of earthquake sensors, Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis (DART) buoys, and tide gauges should allow for timely warnings if the rest of the system is in place. For tsunami generated near the coastline, time is considerably more critical. For tsunami warnings to be effective, they must be generated and transmitted to the affected coastline within a few minutes of detection, local emergency responders must be prepared, the population must be informed, and the entire system must be executed without delay.

The Sumatra earthquake and its devastating effects will encourage us to continue forward on the comprehensive NEHRP approach to earthquake loss reduction. USGS is committed to do so in partnership with FEMA, the National Institute of Standards and Technology, and NSF to translate research into results through such initiatives as ANSS, the George E. Brown, Jr. Network for Earthquake Engineering Simulation, the plan to accelerate the use of new earthquake risk mitigation technologies, and development of improved seismic provisions in building codes.

As part of the President’s plan to improve tsunami detection and warning systems, the USGS will:

  • Implement 24 x 7 operations at the National Earthquake Information Center and upgrade hardware and software systems in order to improve the timeliness of alerts for global earthquakes. As part of the upgrade, USGS will fully develop what is now a prototype system to estimate the number of people affected by strong ground shaking after an earthquake using our ShakeMap model and databases of global population. Known as Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response (PAGER), this system can provide aid agencies and others with a quick estimate of how significant the casualties might be well in advance of reports from affected areas where communications may be down.
  • Support research to develop more rapid methods for characterizing earthquakes and discriminating likely tsunamigenic sources.
  • Improve the detection response time of the Global Seismographic Network by making data from all stations available in real time via satellite telemetry and improving station up-time through increased maintenance schedules. Improved coverage in the Caribbean region will be achieved through the addition of stations and upgrades of existing stations through international partnerships and cooperation.
  • Further the use of software developed by the California Integrated Seismic Network (a USGS, university and State partnership) to speed USGS-generated earthquake information directly to local emergency managers with a dual use capability to also provide NOAA tsunami warnings.
  • Enhance existing USGS geologic and elevation mapping for coastal areas in the Caribbean. Such mapping is critical to development of improved tsunami hazards assessments for Puerto Rico and the U.S. Virgin Islands.

The USGS will also continue its ongoing efforts to improve tsunami hazard assessment and warnings through geologic investigations into the history of and potential for tsunami occurrence coastal and marine mapping modeling tsunami generation, source characterization, and propagation and development of assessment methods and products such as inundation maps with NOAA, FEMA, and other partners. USGS will also continue strong partnerships with state tsunami and earthquake hazard mitigation groups and contribute to public awareness efforts. An example of the latter is the 2001 publication, USGS Circular 1187, Surviving a Tsunami: Lessons Learned from Chile, Hawaii et Japon, which was prepared in cooperation with the Universidad Austral de Chile, University of Tokyo, University of Washington, Geological Survey of Japan, and the Pacific Tsunami Museum. Continuing investigations of the Indian Ocean tsunami provide a critical opportunity to expand our knowledge of tsunami generation and impacts and to evaluate the research and operational requirements for effective hazard planning, warning, and response systems.

Mr. Chairman, I thank you for this opportunity to appear before the Committee and would be happy to answer any questions now or for the record.


Ten Years Since the 2004 Indian Ocean Tsunami

On this day, ten years ago, a magnitude 9.1 earthquake struck beneath the Indian Ocean near Indonesia, generating a massive tsunami that claimed more than 230,000 lives in fourteen different countries, one of the deadliest natural disasters ever recorded. Today, many of the communities have recovered, though painful memories and some ruined structures remain in place. Across Asia today, memorials were held in remembrance of the thousands of victims. Amid the commemorations, continued warnings from earthquake experts that early-warning systems need even more development and funding in the region. Gathered here are images of the 2004 event, a series of then-and-now comparison images, and photos from today's memorials.

Seawater splashes in the air as the the first tsunami waves hit Ao Nang, Krabi Province, Thailand, on December 26, 2004. #

Foreign tourists far out on the sand after the water receded react as the first of six tsunami waves started to roll towards Hat Rai Lay Beach, near Krabi in southern Thailand, on December 26, 2004. #

People flee as a tsunami wave comes crashing ashore at Koh Raya, part of Thailand's territory in the Andaman islands, 23 kilometers from Phuket island, southern Thailand, on December 26, 2004. The photographer who took this picture escaped without injury, but retreated at the first wave and watched as a second wave tore apart the wooden buildings, with a third and largest wave coming forward and "ripping apart the cement buildings like they were made of balsa wood". #

Waves wash through houses at Maddampegama, about 60 kilometers (38 miles) south of Colombo, Sri Lanka, on December 26, 2004. Tsunami waves triggered by earthquakes crashed into villages along a wide stretch of Sri Lankan coast, killing more than 35,300 people and displacing millions. #

In this photo taken by a tourist Eric Skitzi from England, tourists watch as tsunami waves hit the shore from inside the Casuarina Beach Hotel resort in Penang, northwestern Malaysia around 1:00pm local time (0500GMT) on December 26, 2004. The resort hotel lifeguards noticed waves were huge and sounded warning to all tourists around the hotel beach area to run to the safety area. #

Waves crash through houses at Maddampegama, Sri Lanka, on December 26, 2004. #

A natural color satellite image shows the coastline of the southwestern city of Kalutara, Sri Lanka on December 26, 2004 at 10:20 a.m. local time, slightly less than four hours after the 6:28 a.m. (local Sri Lanka time) earthquake and shortly after the moment of tsunami impact. #

An aerial view of a destroyed and flooded village after waves hit following an earthquake near the provincial capital of Banda Aceh, Aceh province, Indonesia, on December 28, 2004. #

A general view of the scene at Marina beach in Madras, India, on December 26, 2004, after tsunami waves hit the region. Waves devastated the southern Indian coastline killing an estimated 18,000 people. #

An aerial view of Marina beach after a tsunami triggered by an earthquake in the Indian Ocean hit the area in the southern Indian city of Madras on December 26, 2004. #

This photo of Phuket, Thailand was taken moments after the Indian Ocean Tsunami ravaged Southern Asia on December 26, 2004. #

An Indian woman mourns the death of her relative who was killed in the tsunami in Cuddalore, some 180 km (112 mi) south of the southern Indian city of Madras, on December 28, 2004. #

(1 of 2) A file photo taken on January 5, 2005 of the devastated district of Banda Aceh in Aceh province located on Indonesia's Sumatra island in the aftermath of the massive December 26, 2004 tsunami. #

(2 of 2) The same location as above, photographed on December 1, 2014, showing new houses and rebuilt community. #

(1 of 2) A file photo taken on January 9, 2005 of the impassable main coastal road covered with debris in Aceh Besar district, in Aceh province on Indonesia's Sumatra island where surrounding houses and buildings were heavily damaged and coastal villages wiped out in the aftermath of the massive December 26, 2004 tsunami. #

(2 of 2) The same location as above, photographed on November 29, 2014, showing the new highway. #

(1 of 2) Indonesian military personnel unload corpses from a truck on January 9, 2005 in Banda Aceh, Indonesia. Estimates of the death toll in Indonesia top 150,000. #

(2 of 2) In the same location as above, a man walks near the mass grave prior to the ten year anniversary of the 2004 earthquake and tsunami on December 11, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

(1 of 2) A file photo taken with a telephoto lens on January 16, 2005 of a partly damaged mosque in the Lampuuk coastal district of Banda Aceh where surrounding houses were wiped out in the aftermath of the massive December 26, 2004 tsunami. #

(2 of 2) Tthe same location as above, photographed with a wide angle lens on December 1, 2014, showing the renovated mosque surrounded by new houses and rebuilt community. #

(1 of 2) An aerial shot taken from a US Navy Seahawk helicopter from carrier USS Abraham Lincoln shows devastation caused by the Indian Ocean tsunami to the west of Aceh on January 8, 2005 in Banda Aceh, Indonesia. #

(2 of 2) A view of the same area of Lampuuk, prior to the ten year anniversary of the 2004 earthquake and tsunami on December 11, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

(1 of 2) Acehnese walk amid dead bodies and debris thrown around by a Tsunami that hit the Indonesian City of Banda Aceh on December 28, 2004 in Banda Aceh, Indonesia. #

(2 of 2) At the same location as above, people drive along Panglima Polim street prior to the ten year anniversary of the 2004 earthquake and tsunami on December 10, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

(1 of 2) All over Ton Sai Bay, the heart of Koh Phi Phi shops, restaurants and bungalows were totally wiped out following a Tsunami December 28, 2004 on Phi Phi Island, Thailand. #

(2 of 2) A decade later, the same location, showing a view of the beach prior to the ten year anniversary of the 2004 earthquake and tsunami on December 12, 2014 in Phi Phi Village, Ton Sai Bay, Thailand. #

The ruins the dome of a mosque that was hit by the tsunami, seen on December 14, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

Acehnese women cry as they pray at mass grave to commemorate the tenth anniversary of the Boxing Day tsunami on December 26, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

Ruins of a bridge that was hit by the tsunami, seen on December 14, 2014 in Banda Aceh, Indonesia. #

Visitors take pictures of the glowing names of tsunami victims at Aceh Tsunami Museum in Banda Aceh on December 26, 2014. Survivors of Asia's 2004 tsunami and relatives of its victims cried and prayed as they gathered along Indian Ocean shorelines on Friday for memorials to mark the 10th anniversary of a disaster that still leaves an indelible mark on the region. #

Personal possessions of 2004 tsunami victims are arranged to be photographed outside a police station in Takua Pa, in Phang Nga province, on December 19, 2014. Thai police opened a shipping container filled with documents and possessions of victims of the 2004 Indian Ocean Tsunami after being asked by Reuters for permission to film its contents. The three meter by 12 meter container was handed over to Thai police in 2011 and contains hundreds of plastic police evidence bags - each one holding the precious items found on the body of a victim. #

People light candles as survivors, local residents and visitors gather for a ceremony for victims of 2004 tsunami in Ban Nam Khem, a southern fishing village destroyed by the wave, on December 26, 2014. In Thailand, where 5,395 people were killed, among them about 2,000 foreign tourists, commemoration ceremonies will be held in Ban Nam Khem. #

Hundreds of lanterns which symbolizes the spirits of victims of the Asian tsunami, are released into the sky during a commemoration service to mark the 10th anniversary of the day this natural disaster happened, on December 26, 2014 in Ban Nam Khem, Thailand. #

Soe, the eight-year-old daughter of a fisherman from Myanmar, rests in a hammock outside her family home in Ban Nam Khem, Thailand, on December 13, 2014. Ban Nam Khem, a small fishing village on Thailand's Andaman Sea coast and home to a large migrant workers' community, lost nearly half of its population of 5,000 in the 2004 tsunami. #

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