Carte des zones sismiques et des épicentres des plus grands tremblements de
terre :
1. épicentres
2. zone de l'océan Pacifique
3. zone médio-atlantique, médio-indienne et de l'Afrique orientale
4. zone méditerranéenne.
On voit que les régions les plus souvent perturbées côtoient les chaînes de
montagnes et les grandes dépressions marines.
Les tremblements de terre (séismes) sont des
vibrations soudaines et violentes du sol, appelées secousses, provoquées par la
venue à la surface d'ondes sismiques provenant d'une zone plus ou moins profonde
(hypocentre ou foyer) de la Terre.
A quoi sont dues ces ondes sismiques? La croûte terrestre est
tourmentée par des forces qui tendent à étirer, arracher et plisser les masses
rocheuses. Dans quelques rares cas, on a réussi à suivre la genèse d'un
tremblement de terre. Celui de San Francisco prit naissance dans une fracture de
la croûte terrestre, la faille de Saint-André, qui s'étend sur environ 1 000 km,
à travers les chaînes côtières de la Californie. On avait remarqué que la bande
de terre en bordure de l'océan avait tendance à se déplacer vers le nord par
rapport au continent. Poussées et déformations se succédèrent jusqu'à ce que, en
1906, soient dépassées les limites de résistance des roches. Celles-ci se
déchirèrent sur une longueur d'environ 300 km, prenant une nouvelle position
d'équilibre. Le rebond élastique et les violentes vibrations provoquées par
cette brusque mise en place se propagèrent dans toutes les directions, causant
d'importants dégâts sur toute la côte californienne. Le déplacement qui en
résulta fut au maximum de 6 m dans le sens horizontal, et de 1 m dans le sens
vertical.
Ce mécanisme du tremblement de terre a été étendu à tous les
tremblements de terre normaux ou tectoniques (90% des séismes)
avec un hypocentre relativement peu profond (15 à 50 km). Mille et Mille
fissures sous tension, qui ne sont pas toutes visibles en surface, intéressent
notre croûte terrestre. D'où les dizaines de tremblements de terre qui secouent
chaque année de vastes régions du globe, et les milliers de tremblements de
terre moindres qui sont enregistrés par les instruments.
Les caractéristiques des tremblements de terre sont
enregistrées par les sismographes (pendules de types variés) qui tracent des
diagrammes où apparaissent les vibrations que subit le sol. L'étude des
sismogrammes permet de tirer de nombreuses conclusions sur la durée et sur
l'énergie libérée par le séisme, sur le type d'ondes, sur la profondeur du
foyer, etc.
Les ondes sismiques sont des ondes élastiques. On peut en
distinguer trois types principaux :
- ondes primaires (ondes P) : ce sont les premières enregistrées. On
les appelle aussi ondes longitudinales, car elles se propagent à
travers la matière, par des mouvements de compression et de dilatation, de façon
très semblable aux ondes sonores. Elles se diffusent à travers tous les types de
matériau solide, liquide ou gazeux et, quand leur fréquence entre dans la gamme
des sons perçus par l'oreille humaine, elles provoquent de sourds grondements.
- ondes secondaires (ondes S) : elles sont moins rapides. On les
appelle aussi ondes transversales, car elles provoquent des vibrations
perpendiculaires à la direction de la propagation. Elles ne peuvent se répandre
qu'à travers des corps solides.
- ondes longues (ondes L) : ce sont les dernières, et les plus
complexes, qui arrivent aux centres d'enregistrement. Elles provoquent les
véritables secousses dévastatrices. Elles se propagent, à partir du point de la
surface terrestre le plus proche du foyer (épicentre), le long des
couches les plus superficielles de la croûte terrestre, de façon analogue aux
ondes concentriques qui se produisent à la surface de l'eau quand on y jette une
pierre.
Les ondes P et S rayonnent à partir de l'épicentre dans
toutes les directions, à une vitesse qui varie selon la densité des matériaux
traversés. Elles subissent des phénomènes de réflexion et de réfraction, comme
les rayons lumineux, en passant à travers des matériaux ayant des structures
différentes. L'étude des sismogrammes donnent ainsi de précieux renseignements
sur la structure et la constitution interne de la Terre.
Effets du tremblement de terre qui, le
15 janvier 1968, a ravagé plusieurs villages de Sicile, causant la mort de 280
personnes.
Pour mesurer l'intensité des tremblements de terre, on
utilise l'échelle Mercalli, basée sur la gravité des effets produits
par les secousses, selon une division conventionnelle en 12 degrés. Les savants
tendent à la remplacer par l'échelle Richter, exclusivement fondée sur
des mesures instrumentales portant sur la magnitude du séisme, c'est-à-dire sur
la quantité d'énergie libérée à l'hypocentre. Elle est divisée en 10 degrés,
chaque degré équivalent à une énergie environ 31 fois plus grande que la
précédente. L'intensité enregistrée dans les stations sismologiques augmente,
par contre, de 10 fois par degré. L'échelle Richter est divisée en décimes, mais
l'intensité maximale enregistrée (Chili, 1960) n'a atteint qu'une magnitude de
8,5.
Grâce aux enregistrements et aux témoignages historiques, on
peut localiser des zones de séismicité élevée, où la probabilité que se
produisent des tremblements de terre est forte. Dans ces zones, les ingénieurs
ont adopté des mesures et des techniques de construction particulières, par
exemple, des bâtiments peu élevés à structure en béton armé.
A en juger par les tremblements de terre les plus désastreux
du siècle dernier, souvent, les dégâts les plus importants ne furent pas dus aux
secousses, mais à leurs conséquences.
Quand l'épicentre d'un tremblement de terre important est
situé sur un fond marin ou le long d'une côte, il produit à la surface de la mer
des vagues très rapides (600 à 800 km/h), dont les crêtes sont séparées par des
centaines de kilomètres et dont la hauteur est si faible qu'en pleine mer elles
ne se remarquent presque pas. En se rapprochant du littoral, ces vagues
particulières (couramment appelées "raz-de-marée" ou, en japonais, tsunami)
perdent de la vitesse, mais deviennent gigantesques, s'élevant à 15 ou 20 m de
hauteur. Puis elles s'abattent avec violence sur les rivages, balayant tout
devant elles, semant mort et désolation à des kilomètres à l'intérieur des
terres.
Les zones de sismicité élevée coïncident avec celles des
chaînes montagneuses de formation récente, avec les zones les plus fracturées de
la croûte terrestre et avec les régions volcaniques. C'est là que se situe
fréquemment l'épicentre des tremblements de terre tectoniques.
En dehors de ces tremblements de terre, il existe d'autres
mouvements telluriques qui intéressent des zones très réduites. Ils peuvent être
liés à des éruptions volcaniques ou à l'écroulement des voûtes de vastes cavités
souterraines.
