Le séisme de 2011 de la côte Pacifique du Tōhoku, ou simplement appelé séisme de Tōhoku, est un tremblement de terre de magnitude 9,1, survenu au large des côtes nord-est de l'île de Honshū, au Japon, le à . Son épicentre se situe dans l'océan Pacifique à à l'est de Sendai, chef-lieu de la préfecture de Miyagi, dans la région du Tōhoku, ville localisée à environ au nord-est de Tokyo. L'intensité sismique maximale est enregistrée à Kurihara et s'élève à 7, liste des localités par intensité sismique, Agence météorologique du Japon (JMA). sur l'échelle de Shindo (son grade le plus élevé). Il engendre un tsunami dont les vagues atteignent une hauteur estimée à plus de par endroits , Outreach and Public Relations Office.. Ce raz-de-marée parcourt jusqu'à à l'intérieur des terresPhilippe Pons, « Le nouveau visage d'Honshu, entre un nord dévasté et un sud épargné », Le Monde, 29 mars 2011, 6., ravageant près de de côtes et détruisant partiellement ou totalement plusieurs villes et zones portuaires.
La catastrophe fait Le Japon révise le bilan du tsunami.., des milliers de blessés et des destructions considérables. Ce bilan a plusieurs causes :
le séisme de magnitude 9,1 n'occasionne que peu de victimes et de dégâts grâce à la qualité des constructions parasismiques japonaises. le tsunami, conséquence du séisme, est à l'origine de plus de 90 % des morts et disparus, ainsi que de l'essentiel des dégâts matériels. l'accident nucléaire de Fukushima, conséquence du tsunami provoqué par le séisme. Bien qu'il soit placé au niveau 7, le plus élevé sur l'échelle internationale des événements nucléaires (INES) des accidents nucléaires et radiologiques, ses conséquences sanitaires anticipées des doses d'irradiations reçues par la population générale au Japon et en dehors sont minimes selon l'OMS.
La reconstruction nécessite plusieurs années et son coût fait de ce séisme le plus onéreux de l'Histoire devant celui de Kobe en 1995. Les pertes économiques estimées sont de l'ordre de .
Séismes Contexte géodynamique
vignette|Les plaques tectoniques et l'archipel du Japon.
L'archipel japonais se trouve dans une zone sismique et volcanique très active. Il est en effet situé sur la ceinture de feu du Pacifique, à la jonction de trois plaques tectoniques (les plaques pacifique, eurasiatique et des Philippines)La plaque d'Okhotsk, associée à la plaque eurasiatique, est parfois considérée comme indépendante ; elle était auparavant assimilée à la plaque nord-américaine.. Placé également au-dessus de zones de subduction, l'archipel japonais subit ainsi de nombreux séismes associés quelquefois à des tsunamis. explique ainsi Serge Lallemand, chercheur au laboratoire Géosciences de Montpellier.
Les archives historiques mentionnent seize séismes-tsunamis depuis 1611 situés au nord de l'île principale. Un de ces séismes parmi les plus meurtriers ayant affecté cette région a eu lieu le au large des côtes de la Préfecture d'Iwate. Sa magnitude a été estimée à 8,5. Il déclencha un tsunami avec un déferlement d'une hauteur maximale de , et tua .. Un autre eut lieu le , légèrement plus au nord, faisant environ causées par le tsunami à la suite du séisme avec un déferlement estimé à à Ofunato.
Ce séisme est né le long de la fosse océanique du Japon à la limite de deux plaques lithosphériques convergentes : la plaque pacifique (plaque lithosphérique océanique), qui se déplace vers le nord-ouest d'environ et qui est en subduction sous la seconde plaque ; la plaque eurasienne (plaque lithosphérique continentale), qui se déplace vers le sud-est à une vitesse de . La présence d'une couche d'argile entre ces deux plaques constitue un facteur aggravant l'ampleur des mouvements relatifs des deux plaques.
La subduction du mont Daiichi-Kashima sous la plaque d'Okhotsk dans la fosse du Japon au large de la plaine du Kantō pourrait être à l'origine de la puissance inhabituelle de ce séisme.
Séisme principal Explications Si la secousse principale a eu lieu le , c'est dès le que la terre a tremblé dans la région avec une première secousse de magnitude 7,2 à environ de distance de la secousse principale, suivie le même jour par trois secousses de magnitude supérieure à 6,0.. Les chercheurs du CNRS-INSU qualifient le séisme de magnitude 7,2 comme un séisme de celui du .
Ce séisme est dû au glissement brutal d'une très grande faille inverse de de long et d’épaisseur située à quelque des côtes japonaises. La très forte magnitude de ce séisme s'expliquerait par le jeu des pressions et tensions qui se sont accumulées pendant environ un siècle depuis le dernier séisme dans cette région.
Le choc principal selon l'USGS (W-phase, USGS) viendrait d'un séisme né sur un plan à faible pendage (14°W) orienté N13°E, subparallèle à la direction moyenne N16 de la fosse du Japon, à une profondeur de . La magnitude déterminée est de Mw 9,0, rectifiée à 9,1 en 2016 (Mo = ). Harvard Seismology conclut à des caractéristiques mécaniques semblables avec un pendage de 9°, une direction N21°E à une profondeur de . Le Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) émet une hypothèse différente avec un pendage de 9° vers l’est (plan N17°E) (Mw 8,9 ; Mo = ).
Caractéristiques vignette|gauche|Carte de localisation des épicentres du séisme principal et des répliques. La secousse principale d’une magnitude de 9,1 s’est produite à () au large des côtes nord-est du Japon à de profondeur, et a fait violemment tanguer les immeubles de Tokyo. Le séisme a été ressenti jusqu'à Pékin. Il a duré environ deux à trois minutes avec une propagation unilatérale estimée à . Ce séisme est considéré comme « dévastateur » et sa période de retour est estimée à vingt ans. D'après l'échelle de magnitude du moment, il fait partie des cinq séismes meurtriers les plus puissants depuis 1900 avec celui du Kamtchatka (magnitude de 9,0) en 1952, celui du Valdivia (de magnitude 9,5) en 1960, celui de l'Alaska (de magnitude 9,2) en 1964 et celui de Sumatra (de magnitude 9,1) en 2004Bénédicte Lutaud, « Les séismes les plus puissants depuis un siècle », Le Figaro, 11 mars 2011.20 Largest Earthquakes in the World, USGS.gov, 26 juin 2019.
Fortes répliques tardives Le séisme principal a été suivi le même jour de nombreuses répliques dont 56 de magnitude supérieure à 6 en date du http://www.japanquakemap.com/ - carte interactive réalisée par Paul Nicholls. ; l’une d’elles de magnitude 6,4, s’est produite à () et une de magnitude 7,1 environ quarante minutes plus tardL’Agence japonaise de météorologie recense plus de 500 répliques dont plus d’une trentaine dépasse une magnitude de 6 de la JMA.. Les autorités japonaises craignaient la haute probabilité qu'au moins l’une des répliques attendues n'atteigne une magnitude supérieure à 7« Japan Expects More Magnitude 7 Aftershocks » sur Eurasia Review., ce qui s'est effectivement produit le . Sans compter une multitude de séismes de magnitude inférieure à 6,0 survenus les jours suivants, un séisme fort de magnitude 6,1 a été ressenti le vers (heure française), au sud-ouest de la capitale nippone. Selon l'Agence de météorologie japonaise, l'épicentre était situé à Shizuoka, à environ au sud-ouest de la capitale et à proximité du mont Fuji, zone où les secousses ont été les plus fortement ressenties. Plus tôt dans la journée, une des nombreuses secousses avait atteint également la magnitude de 6. Le mercredi , une nouvelle réplique de magnitude 6,0 a été enregistrée à , à une centaine de kilomètres de Tokyo, puis le à , le à , toutes deux de magnitude 6,1, de nouveau le la région subit dans la même journée deux séismes de magnitude 6,6, un de 6,4 et deux de 6,1 qui font deux blessés dans la centrale de Fukushima. Les répliques se poursuivent le 24 (6,1), le 25 (6,4) et le (6,1). Cependant, aucune alerte au tsunami n'a été déclenchée pour ces répliques Liste des séismes de magnitude > à 5,0 sur le site de l'USGS.. Le , une réplique plus importante de 7,1 déclenche une brève alerte au tsunami qui est levée deux heures plus tard.. Le , une réplique de magnitude 6,6 (initialement évaluée à 7,1) est suivie d'une augmentation du niveau d'alerte autour de Fukushima..
Conséquences géophysiques vignette|Une grande partie des dégâts matériels est due au tsunami. Vue du Japon, par le satellite MODIS, le (en bas) et le (en haut) après le passage du tsunami (image en fausse-couleur où l'eau apparaît en noir et la ville de Sendai apparaît en brun. Des incendies sont encore visibles près de Sendai).
À la suite du séisme, l'île principale du Japon s'est déplacée de quelque vers l'est, au lieu des en moyenne annuels.. Ce mouvement entraînant un changement dans la répartition des masses de la Terre autour de son axe d'inertie principal., la vitesse de rotation de la Terre autour de son axe en est légèrement accéléréeCet axe lui-même subit un léger déplacement progressif, appelé oscillation de Chandler. : les jours sont plus courts de Une explication plus complète sur LiveScience ; voir aussi oscillation de Chandler.. De gigantesques tourbillons se sont formés au large des côtes. et plusieurs volcans se sont manifestés par des explosions comme le mont Shinmoe. ou le Sakurajima.. Les zones côtières se sont assez fortement enfoncées, leur altitude diminuant de .
Quelques jours après, des géophysiciens de l'université de Californie à Santa Cruz (États-Unis), constatent, grâce aux relevés de données GPS, que les ondes sismiques ont accéléré le mouvement du courant glaciaire Whillans Ice Stream situé en Antarctique. Ce phénomène n'est pas unique puisqu'il avait été observé lors du tremblement de terre du Chili en 2010 et permet entre autres d'expliquer l'avancée des glaciers.. Bien qu'à chaque séisme, les vibrations du sol créent des infrasons qui vont interagir avec l'ionosphère composée d'ions et d'électrons, les mesures relevées montrent que cette fois-ci, ce séisme associé à son tsunami , a fortement ébranlé cette partie de l'atmosphère..
De tels séismes déclenchent presque à chaque fois un tsunami d'importance. Celui-ci a déferlé sur les côtes pacifiques du Japon et d'au moins une vingtaine de pays, dont l'intégralité de la côte du Pacifique de l'Amérique, soit de l'Alaska au Chili où l'alerte au tsunami et des évacuations d'urgence ont été nécessaires.
Tsunami Le séisme principal a engendré un tsunami avec des vagues jusqu'à de hauteur selon les observations par Les observations ont été réalisées au port Onagawa où les enquêteurs ont découvert une épave d'un navire perchée sur un bâtiment de trois étages., et avec des pics jusqu'à enregistrés à Miyako « Iwate saw wave test 39 meters », The Japan Times, 4 avril 2011, consulté sur japantimes.co.jp le 3 avril 2011.. Au cours des heures qui suivent le séisme, une alerte tsunami de niveau maximal est donnée par l’Agence météorologique japonaise à la Russie (les îles Kouriles mais pas l’île de Sakhaline), aux Philippines et aux îles Mariannes. Le Centre d'alerte des tsunamis dans le Pacifique a également placé en alerte tsunami l’île de Guam, Hawaï, les Philippines, l’Est de l’Indonésie, les îles Marshall, la Polynésie française, la Papouasie-Nouvelle-Guinée, Nauru, les États fédérés de Micronésie et Taïwan.
Le , la NASA annonce que le tsunami était en fait composé de plusieurs vagues ayant fusionné en haute mer, ce qui a multiplié sa force Alan Buis, Steve Cole, « NASA Finds Japan Tsunami Waves Merged, Doubling Power », NASA, le 5 décembre 2011..
Japon vignette|Dégâts occasionnés par le tsunami à Ōfunato (Japon).