L'ouragan Helene n'a duré que quelques jours en septembre 2024, mais il a modifié le paysage du sud-est des États-Unis de manière profonde qui affectera les dangers auxquels les résidents locaux sont confrontés loin dans le futur.
Claignages de boue enterrés des routes et des canaux fluviaux remodelés. Les arbres déracinés ont quitté le sol sur des vers de collines exposées aux éléments. Les sédiments qui se sont lavés dans les rivières ont changé la façon dont l'eau traverse le paysage, laissant certaines zones plus sujettes aux inondations et à l'érosion.
Helene a été un puissant rappel que les dangers naturels ne disparaissent pas lorsque le ciel est clair – ils évoluent.
Ces transformations font partie de ce que les scientifiques appellent les dangers en cascade. Ils se produisent lorsqu'un événement naturel modifie le paysage d'une manière qui mène à des dangers futurs. Un glissement de terrain déclenché par une tempête pourrait obstruer une rivière, entraînant des inondations en aval des mois ou des années plus tard. Un incendie de forêt peut modifier le sol et la végétation, préparant le terrain pour les flux de débris avec la prochaine tempête de pluie.
J'étudie ces catastrophes en tant que géomorphologue. Dans un nouvel article dans le journal ScienceMoi et une équipe de scientifiques de 18 universités et de l'US Geological Survey explique pourquoi les modèles de risques – utilisés pour aider les communautés à se préparer aux catastrophes – ne peuvent pas simplement compter sur le passé. Au lieu de cela, ils doivent être suffisamment agiles pour prévoir comment les dangers évoluent en temps réel.
La science derrière les dangers en cascade
Les dangers en cascade ne sont pas aléatoires. Ils émergent de processus physiques qui fonctionnent en continu à travers le paysage – mouvement de l'édifice, altération, érosion. Ensemble, l'atmosphère, la biosphère et la Terre remodèlent constamment les conditions qui provoquent des catastrophes naturelles.
Par exemple, les tremblements de terre fracturent la roche et secouent le sol en vrac. Même si les glissements de terrain ne se produisent pas pendant le tremblement de terre lui-même, le sol peut être affaibli, le laissant amorcé à l'échec lors de tempêtes de pluie ultérieures.
C'est exactement ce qui s'est passé après le tremblement de terre de 2008 dans la province du Sichuan, en Chine, qui a entraîné une augmentation des coulées de débris longtemps après l'événement sismique initial.
La surface de la Terre conserve une « mémoire » de ces événements. Les sédiments perturbés dans un tremblement de terre, des incendies de forêt ou une grave tempête se déplaceront en aval au fil des années, voire des décennies, remodelant le paysage au fur et à mesure.
Le tremblement de terre d'Assam de 1950 en Inde est un exemple frappant: il a déclenché des milliers de glissements de terrain. Les sédiments de ces glissements de terrain se sont progressivement déplacés à travers le système fluvial, provoquant finalement des inondations et l'évolution des canaux fluviaux au Bangladesh quelque 20 ans plus tard.
Une menace intensive dans un monde en mutation
Ces risques présentent des défis pour tout, de la planification d'urgence à l'assurance habitation. Après des combinaisons répétées de Muds-Mudslide en Californie, certains assureurs se sont complètement retirés de l'État, citant des risques de montage et la hausse des coûts parmi les raisons.
Les dangers en cascade ne sont pas nouveaux, mais leur impact s'intensifie.
Le changement climatique augmente la fréquence et la gravité des incendies de forêt, des tempêtes et des précipitations extrêmes. Dans le même temps, le développement urbain continue de se développer sur un terrain raide et sujet aux dangers, exposant plus de personnes et des infrastructures à l'évolution des risques.
Le risque croissant de catastrophes climatiques interconnectées comme celles-ci est des systèmes écrasants conçus pour des événements isolés.
Pourtant, le changement climatique n'est qu'une partie de l'équation. Les processus de la Terre – comme des tremblements de terre et des éruptions volcaniques – déclenchent également des risques en cascade, souvent avec des effets durables.
Le mont St. Helens est un exemple puissant: plus de quatre décennies après son éruption en 1980, le US Army Corps of Engineers continue de gérer les cendres et les sédiments de l'éruption pour l'empêcher de remplir les canaux fluviaux d'une manière qui pourrait augmenter le risque d'inondation dans les communautés en aval.
Repenser les risques et renforcer la résilience
Traditionnellement, les compagnies d'assurance et les gestionnaires de catastrophe ont estimé les risques de risque en examinant les événements passés.
Mais lorsque le paysage a changé, le passé n'est peut-être plus un guide fiable pour l'avenir. Pour y remédier, les modèles informatiques en fonction de la physique de la façon dont ces événements fonctionnent nécessaires pour aider à prévoir l'évolution des risques en temps réel, un peu comme les modèles météorologiques à mettre à jour avec de nouvelles données atmosphériques.
Grâce aux progrès de la technologie d'observation de la Terre, tels que l'imagerie satellite, le drone et le lidar, qui est similaire au radar mais utilise la lumière, les scientifiques peuvent désormais suivre comment les glins, les rivières et la végétation changent après les catastrophes. Ces observations peuvent alimenter les modèles géomorphes qui simulent comment les sédiments relâchés se déplacent et où les dangers sont susceptibles d'émerger ensuite.
Les chercheurs accouplent déjà les prévisions météorologiques avec des modèles de débits de débris post-Wildfire. D'autres modèles simulent comment les impulsions de sédiments se déplacent à travers les réseaux fluviaux.
Les risques en cascade révèlent que la surface de la Terre n'est pas une toile de fond passive, mais un système actif et évolutif. Chaque événement remodèle la scène pour la suivante.
Comprendre ces connexions est essentiel pour renforcer la résilience afin que les communautés puissent résister à de futures tempêtes, des tremblements de terre et les problèmes créés par les débris. De meilleures prévisions peuvent éclairer les codes du bâtiment, guider la conception des infrastructures et améliorer la façon dont le risque est évalué et géré. Ils peuvent aider les communautés à anticiper les menaces à long terme et à s'adapter avant la prochaine catastrophe.
Plus important encore, ils mettent tout le monde au défi de penser au-delà des conséquences immédiates d'une catastrophe – et de reconnaître les transformations lentes et calmes qui se construisent vers la suivante.
