Origine des tremblements de terre
Lorsque la lithosphère est soumise à des contraintes, le sol va d'abord se déformer de manière élastique, puis, lorsqu'il aura atteint sa limite d'élasticité, il va se rupturer, en dégageant de façon instantanée toute l'énergie qu'il a accumulé durant la déformation élastique.
Sous l'effet des contraintes causées le plus souvent par le mouvement des plaques tectoniques, la lithosphère accumule l'énergie. Lorsqu'en certains endroits, la limite d'élasticité est atteinte, il se produit une ou des ruptures qui se traduisent par des failles. L'énergie brusquement dégagée le long de ces failles causent des séismes (tremblements de terre). Si les contraintes se poursuivent dans cette même région, l'énergie va à nouveau s'accumuler et la rupture conséquente se fera dans les plans de faille déjà existants. À cause des forces de friction entre les deux parois d'une faille, les déplacements le long de cette faille ne se font pas de manière continue et uniforme, mais par coups successifs, dégageant à chaque fois un séisme. Dans une région donnée, des séismes se produiront à plusieurs reprises le long d'une même faille, puisque cette dernière constitue un plan de faiblesse dans la lithosphère. À noter que les séismes ne se produisent que dans du matériel rigide. Par conséquent, les séismes se produiront toujours dans la lithosphère, jamais dans l'asthénosphère qui est plastique.
Lorsqu'un séisme est déclenché, un front d'ondes sismiques se propage dans la croûte terrestre. On nomme foyer le lieu dans le plan de faille où se produit réellement le séisme, alors que l'épicentre désigne le point à la surface terrestre à la verticale du foyer.
Il y a deux grands types d'ondes sismiques qui sont émises par un tremblement de terre:
- Les ondes de fond, qui se propagent à l'intérieur de la terre et qui comprennent les ondes S et les ondes P;
- Les ondes de surface, qui ne se propagent qu'en surface et qui comprennent les ondes de Love et Rayleigh.
Les différentes ondes émises lors d'un séisme
- Les ondes P: Les ondes P sont des ondes de compressions assimilables aux ondes sonores et qui se propagent dans tous les états de la matière. Les particules se déplacent selon un mouvement avant-arrière dans la direction de la propagation de l'onde.
- Les ondes S: Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne se propagent que dans les solides. Les particules oscillent dans un plan vertical, à angle droit par rapport à la direction de propagation de l'onde.
- Les ondes de Love ou ondes L: Ces ondes sont des ondes de cisaillement, comme les ondes S, mais qui oscillent dans un plan horizontal. Elles impriment au sol un mouvement de vibration latéral.
- Les ondes de Rayleigh: Les ondes de Rayleigh sont assimilables à une vague; les particules du sol se déplacent selon une ellipse, créant une véritable vague qui affecte le sol lors des grands tremblements de terre.
La mesure d'un tremblement de terre
Depuis 1935, les séismes sont calculés selon l'échelle de Richter. Avant cette date, on se fiait à l'échelle d'intensité de Mercalli pour déterminer la force des séismes. L'échelle de Richter nous fournit ce qu'on appelle la magnitude d'un séisme, évaluée à partir de la quantité d'énergie dégagée au foyer.
Les séismes les plus puissants
- Chili, 1960. Force: 9.5
- Alaska, 1964. Force: 9.2
- Sumatra, 2004. Force: 9
- Mexico, 1985. Force: 8
- San Francisco, 1906. Force: 7.8
- Chine, 1975. Force: 7.6
- Los Angeles, 1994. Force: 6.8
- La Malbaie (Québec), 1925. Force: 6.5 *Même force qu'une bombe atomique!*
- Saguenay (Québec), 1988. Force: 6.1
Les tsunamis et les raz de marée
Phénomènes particulièrement destructeurs consécutifs à un mouvement du fond sous-marin généré par un séisme, une éruption volcanique ou un glissement de terrain. Il est souvent difficile à prévoir, car il peut survenir plusieurs heures après un événement.
(A) Le soulèvement du fond marin gonfle la masse d'eau. Ce gonflement donne lieu à une vague à peine perceptible en surface, mais qui augmente de plus en plus en eau peu profonde pour atteindre des amplitudes pouvant aller jusqu'à 30 m. La vitesse de propagation des vagues en eau profonde est très rapide! Un tsunami qui a débuté par un mouvement du fond marin à la suite d'un séisme produit à 1000 km des côtes viendra frapper environ 2 heures plus tard. On peut facilement imaginer l'effet dévastateur de ces grosses vagues destructrices sur les côtes habitées et la population. Ce phénomène est alors appelé raz de marée.
(B) À l'approche de la première vague de tsunami, il se produit d'abord un retrait de la mer (ce qui attire les curieux!).
(C) La première vague arrive et frappe tout ce qui est sur son chemin.
(D) Celle-ci est suivie d'une autre vague, et ainsi de suite. On compte normalement quelques vagues seulement qui en général diminuent peu à peu en force.