Tectonique

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Dans cette page sur les séismes, vous trouverez les chapitres suivants : 

Qu'est-ce qu'un séisme ? Les ondes sismiques L'étude des séismes Localisation et répartition des séismes Les tremblements de terre célèbres Le raz de marée

Qu'est-ce qu'un séisme ?

C'est un ébranlement brutal plus ou moins violent de l'écorce terrestre. Les séismes ont leur origine en profondeur en un point appelé hypocentre ou foyer. Celui-ci peut-être superficiel, à moins de 100 km de profondeur, intermédiaire entre 100 et 300 km, et profond  jusqu'à 700 km. Il n'y a plus de foyer sismique en dessous de cette profondeur. 

Les séismes se déclenchent lors de la libération brutale de contraintes accumulées par des déplacements tectoniques ou par des montées magmatiques (séismes volcaniques).

Les ondes sismiques

Les ondes émises par un séisme sont de trois types : 

- des vibrations longitudinales, en compression, les ondes P, plus rapides, leur vitesse de propagation atteignant 3,5 à 14 km/s, suivant la nature des roches et la profondeur de propagation ; 

- des vibrations transversales, ou ondes S, en cisaillement perpendiculaire à la direction de propagation, moins rapides que les ondes P (la vitesse des ondes P est environ supérieure de 1,7 fois à la vitesse des ondes S) ; 

- des ondes superficielles, ou ondes L, de grande longueur d'onde, qui sont plus lentes encore que les ondes S. 

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Les secousses sont analysées, et décelées lorsqu'elles sont faibles, par des sismographes qui enregistrent sur un sismogramme l'heure d'arrivée des différents trains d'ondes et l'amplitude des vibrations. Le décalage de l'heure d'arrivée des différents types d'ondes renseigne sur l'éloignement du foyer. Plus le décalage des temps d'arrivée des ondes P et S est grand, plus le foyer est éloigné. 

Les destructions provoquées par les séismes dépendent de l'énergie libérée, de la position de l'épicentre par rapport à la densité de l'urbanisation ou de la population, de la nature des terrains supportant les constructions, du type de construction : les immeubles à armature bien solidarisée résistent mieux que les constructions classiques. Les constructions conçues pour résister aux séismes sont dites parasismiques. 

Les séismes sont classés en fonction de leur intensité, suivant deux échelles. La première est subjective, fondée sur l'étendue des dégâts observés. C'est l'échelle de Mercalli qui comporte douze degrés. Ces intensités sont exprimées en chiffres romains de I à XII.  

L'échelle de Mercalli, fondée sur l'étendue des dégâts observés : 

Intensité de l'échelle de Mercalli	Effets ressentis
I	Aucun mouvement n'est perçu.
II	Quelques personnes peuvent sentir un mouvement si elles sont au repos et/ou dans les étages élevés de grands immeubles.
III	A l'intérieur de bâtisses, beaucoup de gens sentent un léger mouvement. Les objets suspendus bougent. En revanche, à l'extérieur, rien est ressenti.
IV	A l'intérieur, la plupart des gens ressentent un mouvement. Les objets suspendus bougent, mais aussi les fenêtres, plats, assiettes, loquets de porte.
V	La plupart des gens ressentent le mouvement. Les personnes sommeillant sont réveillées. Les portes claquent, la vaisselle se casse, les tableaux bougent, les petits objets se déplacent, les arbres oscillent, les liquides peuvent déborder de récipients ouverts.
VI	Tout le monde sent le tremblement de terre. Les gens ont la marche troublée, les objets, tableaux, tombent, le plâtre des murs peut se fendre, les arbres et les buissons sont secoués. Des dommages légers peuvent se produire dans des bâtiments mal construits, mais aucun dommage structural.
VII	Les gens ont du mal à tenir debout. Les conducteurs sentent leur voiture secouée. Quelques meubles peuvent se briser. Des briques peuvent tomber des immeubles. Les dommages sont modérés dans les bâtiments bien construits, mais peuvent être considérable dans les autres.
VIII	Les chauffeurs ont du mal à conduire. Les maisons avec de faibles fondations bougent. De grandes structures telles que des cheminées ou des immeubles, peuvent se tordent et se briser. Les bâtiments bien construits subissent de légers dommages, contrairement aux autres qui en subissent de sévères. Les branches des arbres se cassent. Les collines peuvent se fissurer si la terre est humide. Le niveau de l'eau dans les puits peut changer.
IX	Tous les immeubles subissent de gros dommages. Les maisons sans fondations se déplacent. Quelques conduits souterrains se brisent. La terre se fissure.
X	La plupart des bâtiments et leurs fondations sont détruits. Il en est de même pour quelques ponts. Des barrages sont sérieusement endommagés. Des éboulements se produisent. L'eau est détournée de son lit. De larges fissurent apparaissent sur le sol. Les rails de chemin de fer se courbent.
XI	La plupart des constructions s'effondrent. Des pont sont détruits. Les conduits souterrains sont détruits.
XII	Presque tout est détruit. Le sol bouge en ondulant. De grands pans de roches peuvent se déplacer.

Partant de l'observation des destructions, il est possible de tracer une carte isoséiste, sur laquelle les zones ayant subi le même degré de destruction sont matérialisées par des lignes : les courbes isoséistes. Plus ces courbes sont serrées, et plus le foyer est proche de la surface. 

  

La seconde échelle est l'échelle de Richter. Elle est objective et exprime la magnitude du séisme. La magnitude correspond au logarithme de l'amplitude des vibrations enregistrées par un sismographe étalonné en fonction de la distance épicentrale. Les plus forts séismes enregistrés avaient une magnitude de 8,6. 

L'échelle de Richter, exprimant la magnitude d'un séisme : 

Magnitude sur l'échelle de Richter	Effets du tremblement de terre
Moins de 3,5	Le séisme est non ressenti, mais enregistré par les sismographes.
De 3,5 à 5,4	Il est souvent ressenti, mais sans dommage.
De 5,4 à 6	Légers dommages aux bâtiments bien construits, mais peut causer des dommages majeurs à d'autres bâtisses.
De 6,1 à 6,9	Peut être destructeur dans une zone de 100 km à la ronde.
De 7 à 7,9	Tremblement de terre majeur. Il peut causer de sérieux dommages sur une large surface.
Au dessus de 8	C'est un très grand séisme pouvant causer de très grands dommages dans des zones de plusieurs centaines de kilomètres.

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Les séismes sont fréquents dans les régions où les contraintes tectoniques sont les plus fortes. Ce sont des régions particulières de l'écorce terrestre situées en bordure des plaques lithosphériques, comme la "Ceinture de feu" de Pacifique, le long des dorsales médio-océaniques ainsi qu'à l'intérieur de certaines zones continentales. On sait, en effet, que la croûte terrestre, mince coquille solide entourant le globe, est divisée en "plaques" qui, soit se séparent le long des dorsales océaniques ou des fossés continentaux, tel le rift (voir tectonique des plaques) Est-africain, soit entrent en collision (ceinture du Pacifique, Méditerranée du Nord, Iran, Himalaya), soit glissent horizontalement les unes contre les autres (faille de San Andreas en Californie). 

Les séismes sont plus violents et plus fréquents dans les grandes régions de plissement ou dans les zones les plus volcaniques. 

La sismicité (ou séismicité) exprime la fréquence des séismes en un lieu donné. Par exemple, 1450 secousses par an en moyenne au japon. La sismologie (ou séismologie) étudie les séismes et la propagation des ondes sismiques à travers le globe. Cette étude a permis de déceler la structure en enveloppes concentriques du globe terrestre. 

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1436	Naples-Brindisi	Italie	30 000 morts
1531	Lisbonne	Portugal	30 000 morts
1693	Catane	Italie	60 000 morts
1737	Calcutta	Inde	~50 000 morts
1797	Quito	Equateur	40 000 morts
1906	San Francisco	Etats-Unis	700 morts
1908	Messine	Italie	65 000 morts
1920	Ganzu (ou Kan-sou)	Chine	180 000 morts
1923	Tokyo	Japon	143 000 morts
1976	Tangshan	Chine	800 000 morts
1980	El-Asnam	Algérie	3 500 morts
1985	Mexico	Mexique	20 000 morts
1995	Kobe	Japon	5 000 morts

Le raz de marée

(voir aussi "les océans"). Lorsqu'un séisme est sous-marin, il peut provoquer un tsunami, une houle d'une amplitude considérable, appelée aussi raz de marée. 

L'amplitude de l'oscillation du tsunami peut rester inaperçue en mer, mais, lorsque l'onde s'approche de la côte, et donc de fond plus faible, la vague déferle sur une hauteur qui peut dépasser 30 mètres en balayant le rivage. Un tsunami peut donc engendrer des destructions énormes, situées parfois très loin du séisme initiateur. Ainsi, en 1960, un tremblement de terre au Chili entraîna un tsunami qui fit des victimes au Japon et aux îles Hawaii.