Jeu de failles.

Avec le volcanisme, les tremblements de terre sont l'une des manifestations majeures du mouvement des plaques à la surface de la Terre. Les plus superficiels sont provoqués par le jeu des failles, qui sont des cassures de l'écorce terrestre.

 

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Algérie, 10 octobre 1980. Un tremblement de terre de forte magnitude (7,2) dévaste les alentours de la ville d'El-Asnam (aujourd'hui Chlef), déjà détruite en 1954. De nombreuses fissures et factures apparaissent à la surface du sol, dont un escarpement, que l'on peut suivre sur 40 km. Il tranche assez régulièrement la topographie, au travers des collines et du lit des oueds, avec une hauteur de 50 cm au sud-ouest et près de 5 m au nord-est: c'est l'expression en surface de la faille qui a déclenché les secousses.

L'occasion est belle pour les géologues d'observer un processus de modification brutale de la Terre, et notamment comment surgissent failles et plis - ce qu'ils ne peuvent généralement étudier que des millions d'années après leur formation.

 

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Faille San Adreas

Quand la croûte casse

L'ébranlement de la terre, qui se propage dans toutes les directions, est en effet provoqué par le jeu brutal d'une des grandes cassures de son écorce. Soumises aux forces engendrées par le déplacement des plaques, les roches qui les composent réagissent différement suivant la profondeur: dans la partie supérieure de la croûte terrestre, tant que les températures ne sont pas trop élevées, les roches exposées à des forces excessives cassent, alors que plus profondément elles deviennent plastiques et se déforment de manière continue. Le mouvement prend souvent naissance entre 10 et 20 km de profondeur. S'il est faible, de l'ordre d'une dizaine de centimètres, il n'atteind pas la surface, provoque le départ d'ondes sismiques de petite amplitude et correspond à une faible magnitude (de l'ordre de 5 à 5,5). En revanche, un glissement qui dépasse le mètre affecte une grande surface du plan de faille et peut provoquer, comme à El- Asnam, un décalage de la topographie, que l'on appelle ruprure de surface.

 

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A la verticale...

De même que les forces auxquelles sont soumises les plaques sont variées, il existe plusieurs catégories de failles. Dand le cas d'El-Asnam, la convergence entre la plaque africaine et la plaque eurasiatique comprime cette partie du Maghreb. La faille qui a fonctionné est dite inverse: la partie au-dessus de la faille monte ou chevauche l'autre. Les mesures géodésiques ont démontré que, dans ce cas précis, le bloc ascendant s'était élevé de près de 6 m, alors que le compartiment chevauché était descendu de 70 cm au pied de la faille. D'autres failles, dites normales, provoquent au contraire l'effondrement du bloc supérieur. Elles sont dûes aux forces de traction libérées lorsque les plaques lithosphériques s'écartent: ce sont les failles des dorsales océaniques et des fossés, tels les rifts africains ou islandais.

 

...ou à l'horizontale

Ces deux catégories de failles ont une influence dans la création des reliefs par leurs mouvements vers le haut ou vers le bas. Il en est d'autres qui déplacent le sol à l'horizontale.

La plus célèbre est celle de San Andreas. En 1906, elle fut responsable du tremblement de terre de San Fransisco. La faille joua sur plus de 100 km, décalant de plusieurs mètres routes, barrières et maisons situées sur son tracé. Entre San Frasisco et Los Angeles, elle avait auparavant déjà très fortement affecté la Californie en 1857, où l'on se prépare à subir le Big One, séisme d'une magnitude toujours supérieure à 8.

 

Depuis les entrailles de la Terre

Tous les séismes ne sont pas la conséquence du brusque jeu des failles. Certains sont provoqués par l'activité volcanique, d'autres....par l'homme ("coups de toit" lors de l'effondrement de galeries de mine, par exemple). Mais ce ne sont là que broutilles: 95% des séismes sont dus aux phénomènes de subduction survenus en profondeur, car les plaques qui s'enfoncent obliquement doivent vaincre d'importantes forces de frottement le long des surface avec lesquelles elles sont en contact. Ce sont les séismes intermédiaires (jusqu'à 300 km) et les séismes profonds (de 300 à 700 km), caractérisés par leur très forte magnitude (8 et au-delà). Les séisme du Chili (1960) et de l'Alaska (1964), de magnitude supérieur à 9, en sont des exemples. Fort heureusement, leurs foyers étaient éloignés de la surface, ce qui a diminué leur impact...Le séisme chinois de mai 2008 était, lui, de magnitude 7,8. Celui du Japon du 11 mars 2011, de magnitude 9,3.

On pense que les séismes les plus profonds peuvent avoir une origine: les changements minéralogiques subis par les roches entraîneraient des modifications de volume, cause de séismes.

 

La mesure des séismes

Le déplacement le long d'une faille produit des ondes sismiques. Ces vibrations se déplacent à des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde. La sismicité du globe est localisée à partir des enregistrement des stations sismiques, qui forment depuis 1960 un réseau mondial, et par des réseaux locaux. La magnitude d'un séisme est mesuré grâce aux sismomètres, qui enregistrent l'amplitude des ondes. Les ondes sismiques étant de différentes natures, il existe plusieures échelles de magnitude suivant le type d'ondes considéré (échelle de Richter, de Gutenberg-Richter...) Toutes sont indiquées en chiffres arabes. L'amplitudes des ondes croit d"un facteur 10 quand on passe d'un degré de magnitude à un autre, mais l'énergie libérée est, elle, 30 fois plus forte. Ainsi, un tremblement de terre de magnitude 8 est équivalent de près de 1 000 séismes de magnitude 6.