Numerical Reconstruction of Landslide Paleotsunami using Geological Records in Alpine Lake Aiguebelette

Mass movements and delta collapses are significant sources of tsunamis in lacustrine environments, impacting human societies enormously. Paleotsunamis studies play an essential role in understanding historical events and their consequences, along with their return periods. This study investigates a paleotsunami induced by a subaqueous mass movement during the Younger Dryas to Early Holocene transition, ca. 11,700 years ago in Lake Aiguebelette (NW Alps, France). Utilizing high-resolution seismic and bathymetric surveys associated with sedimentological, geochemical, and magnetic analyses, we uncovered a paleotsunami triggered by a seismically induced mass transport deposit. Numerical simulations of mass movement have been conducted using a visco-plastic Herschel-Bulkley rheological model and corresponding tsunami wave modeled with dispersive and nondispersive models. Our findings reveal for the first time that dispersive effects may be negligible for subaqueous landslides in a relatively small lake. This research reconstructs a previously unreported paleotsunami event and enhances our understanding of tsunami dynamics in lacustrine environments.

Les mouvements de masse et les effondrements de delta sont des sources significatives de tsunamis dans les environnements lacustres, impactant énormément les sociétés humaines. Les études de paléotsunamis jouent un rôle essentiel dans la compréhension des événements historiques et de leurs conséquences, ainsi que de leurs périodes de retour. Cette étude examine un paléotsunami induit par un glissement de sédiments subaquatiques pendant la transition du Dryas récent au début de l'Holocène, vers 11 700 ans avant aujourd'hui, dans le lac Aiguebelette (Alpes du NW, France). Utilisant des levés sismiques et bathymétriques de haute résolution associés à des analyses sédimentologiques, géochimiques et magnétiques, nous avons découvert un paléotsunami déclenché par un dépôt de transport de masse induit par un séisme. Des simulations numériques de glissement de sédiments ont été réalisées en utilisant un modèle rhéologique visco-plastique de Herschel-Bulkley et le tsunami correspondant modélisé avec des modèles dispersifs et non dispersifs. Nos découvertes révèlent pour la première fois que les effets dispersifs peuvent être négligeables pour les glissements de sédiments subaquatiques dans un lac relativement petit. Cette recherche reconstruit un événement de paléotsunami auparavant non rapporté et améliore notre compréhension de la dynamique des tsunamis dans les environnements lacustres.

Mots clés

Paleotsunami Paleotsunami deposits Paleotsunamis Lacustrine Lacustrine deposit Lacustrine deltas Lacustrine carbonate Lacustrine clay sediment Lacustrine paleoseismology Lake sediment Lake sediment core Subaqueous delta subaqueous landslide Submarine landslide Submarine landslides Sedimentology Alpine Lake Lake Aiguebelette Tsunami Landslide tsunamis historical tsunamis Dispersive model Shallow water equations Boussinesq Equations Boussinesq approach Dispersive waves importance of dispersive wave Landslide hazard Inundation model Inundation modelling Lake shore Lake level Paleo climatic constrains Geological record Sediment record PDE Modeling Uncovered a 11 700‐year‐old subaqueous landslide‐induced paleotsunami in Lake Aiguebelette (NW Alps France) Numerical model is constrained to reproduce the available geological data Found dispersion effects to be of minimal importance in the modeling of this historical tsunami event NUMERICAL MODEL HYPERBOLIC PDE Froude Number Froude Number analysis froude number landslide massmovement tsunamis Mass movement mass movement delta Validation & Simulation validation geological records Tsunami Wave Directivity Dispersion Analysis Tsunami Hazard on Lake Aiguebelette French alps Swiss alps

Lac d'Aiguebelette Paléotsunami Dépôts de paléotsunami Paléotsunamis Lacustre Dépôt lacustre Deltas lacustres Carbonate lacustre Delta subaquatique Glissement de terrain subaquatique Sédimentologie Lac alpin Tsunamis dus à des glissements de terrain Équations de Boussinesq Découverte d'un paléotsunami induit par un glissement de terrain subaquatique vieux de 11 700 ans dans le lac d'Aiguebelette (Alpes du Nord France) Modèle numérique contraint à reproduire les données géologiques disponibles Les effets de dispersion ont été trouvés de faible importance dans la modélisation de cet événement tsunami historique MODÈLE NUMÉRIQUE Mouvement de masse delta Mouvement de masse

Domaines

Analyse numérique [cs.NA] Equations aux dérivées partielles [math.AP] Analyse numérique [math.NA] Géophysique [physics.geo-ph] Océan, Atmosphère Géologie appliquée Hydrologie Océanographie

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Soumis le : mercredi 29 mai 2024-13:45:49

Dernière modification le : mercredi 18 décembre 2024-15:17:34

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hal-04592536 , version 1 (29-05-2024)

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Identifiants

HAL Id : hal-04592536 , version 1
DOI : 10.1029/2023JB028629

Citer

Muhammad Naveed Zafar, Denys Dutykh, Pierre Sabatier, Mathilde Banjan, Jihwan Kim. Numerical Reconstruction of Landslide Paleotsunami using Geological Records in Alpine Lake Aiguebelette. Journal of Geophysical Research : Solid Earth, 2024, Volume 129 (e2023JB028629), ⟨10.1029/2023JB028629⟩. ⟨hal-04592536⟩

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