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| | | Qu'est-ce qui fait trembler la terre ? |  |
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|  Sujet: Qu'est-ce qui fait trembler la terre ?  Ven 14 Aoû - 0:50 | |
|   La "Tectonique des plaques", un modèle qui explique l'essentiel de la "Vie" interne de la Terre, et de ses manifestations catastrophiques à la surface: les tremblements de terre et le volcanisme.
Modèle de la tectonique des plaques  Pierre Bédard1.Le moteur des tremblements de terreLes séismes ou tremblements de terre, catastrophes naturelles les plus meurtrières, résultent pour l’essentiel du mouvement des plaques lithosphériques, qui se déplacent inexorablement mais sûrement, au cours du temps à la surface du globe. Ces plaques, d’environ 100 km d’épaisseur, constituent la couche superficielle de la Terre, dont l'écorce (ou croûte), très rigide, forme l'enveloppe la plus externe (environ 30 km d’épaisseur) - voir Figure 1.   Figure 1- Les principales plaques tectoniques, leurs frontières et leur déplacementCes manifestations catastrophiques de la vie interne de la terre n’ont pas une répartition aléatoire. Elles se localisent pour l’essentiel le long de frontières de plaques de la Tectonique des plaques.
Les séismes n'ont donc pas une répartition géographique aléatoire, tout comme les volcans et les chaînes de montagne issus des mêmes mécanismes moteurs de la tectonique des plaques. En effet, plus de 90 % de l'énergie sismique totale relâchée à la surface de la terre est produite au niveau de grands accidents qui limitent les plaques (Figures 1 et 2).  Figure 2: Répartition de la sismicité et tectonique des plaquesC'est dans ces zones que s'accumule l'essentiel des contraintes résultant du déplacement des plaques les unes par rapport aux autres. Ces contraintes accumulées au cours du temps, pendant des dizaines, des centaines, des milliers d'années vont se trouver libérées de manière instantanée sous forme d'énergie sismique. Ce qui produira une rupture (ou “cassure”) et un déplacement violent (Figure 2). Les séismes correspondent donc à l’initiation et la propagation d'une rupture le long d’une discontinuité préexistante de la lithosphère, les failles.
Ces failles constituent, soit des ruptures de la croûte terrestre (Figure 3), soit des limites ou frontières de plaque. (exemple du séisme de Sumatra en 2004, Figure 6). ansi-language: FR; mso-fareast-language: FR; mso-bidi-language: AR-SA">  Figure 3 - « Rupture » de surface qui se produisit au cours du tremblement de terre de Spitak, Arménie, 1988, Magnitude 6,8. (photo M. Diament). La « cicatrice » affectant le sol représente la rupture cosismique, c'est-à-dire le déplacement brutal de la surface du sol qui se produisit instantanément au cours du séisme. Le déplacement cosismique a été localement de l’ordre de 1,5 m lors du séisme de 1988. | |
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| | Sujet: Re: Qu'est-ce qui fait trembler la terre ? Ven 14 Aoû - 1:01 | |
| 2.Tremblement de Terre et tectonique des plaquesAu début du XXème siècle, Alfred Wegener constatait que les continents avaient dérivé les uns par rapport aux autres au cours des temps géologiques (c’est à dire sur des échelles temporelles de l’ordre de plusieurs Millions d’années) - Figures 4 et 5. Il y a 290 Millions d’années , tous les continents étaient réunis en un seul domaine de Terre émergé, un immense continent : “la Pangée”.  Figure 4 : Un continent unique il y a environ 300 Millions d'années : "La PangéePour preuve de ce phénomène, la forme des continents, certaines lignes de côtes actuelles se correspondant comme un véritable puzzle. Il suffit de regarder la forme des continents Africain et Américain du Sud, pour s’en convaincre. Ce concept de “Dérive des continents”, énoncé par Wegener et très controversé pendant plus de cinquante ans, a servi de base au modèle actuel de la “Tectonique des plaques”.  Figure 5 : Animation illustrant la dévive des continentsC’est dans les années 1970 que, grâce à l’observation des fonds océaniques, les scientifiques ont énoncé ce modèle qui permet d’expliquer la dynamique globale de la Terre et la répartition des séismes et des volcans. Des plaques lithosphériques se déplacent les unes par rapport aux autres à des vitesses de quelques centimètres par an. Elles sont limitées par des frontières de plaques. La majeure partie de l’énergie sismique libérée à la surface du globe, l’est donc au niveau de ces frontières de plaques, telles que les zones de subduction, les rides médio-océaniques, ou encore les failles transformantes…
Le territoire français bénéficie d'une relative tranquillité du fait de sa localisation éloignée des frontières de plaques. Nous pourrions donc nous sentir protégés par rapport à certains de nos voisins tels que l'Italie ou la Grèce ou bien encore par rapport à d'autres zones plus éloignées telles que le Japon ou l'Ouest des Etats Unis. Tout le monde se souvient des tremblements de terre de Kobé au Japon qui se produisit en 1995, 6348 morts et prêt de 100 milliards de dollars de dommages, d’Izmit (Istambul) en Turquie (Août 1999) ou encore, plus récemment, le séisme de Sumatra, qui de par le Tsunami qu’il généra fut l’un des plus meurtriers de notre histoire.3..La géodésie, un outil pertinent pour comprendre les failles et leurs tremblements de terreLa géodésie est une sciences très ancienne qui a pour objectif de mesurer les forme et dimension de la Terre. Trois siècles avant J.-C., un géomètre Grec, Eratosthène, avait déjà déterminé le rayon et la circonférence de la terre avec une relative précision, en se basant sur la longueur des stades égyptiens (mesure fréquemment utilisée à l’époque !).
La géodésie permet en outre de positionner un point en trois dimensions à la surface du globe. L’aventure spatiale va alors révolutionner cette science. En effet depuis l’avènement de la géodésie spatiale (c'est-à-dire des instruments embarqués dans des satellites), cette science a subit une véritable révolution en permettant une amélioration considérable dans la mesure et donc dans la position de points à la surface de la terre. Un des instruments particulièrement utilisé aujourd’hui en géosciences est le GPS (Global Poisitionning System Le système GPS est basé sur un ensemble de satellites en orbite autour de la terre (à gauche) qui envoient en continu des signaux vers le Terre. Au sol des capteurs constitués d'une antenne et d'un récepteur enregistrent les signaux envoyés par les satellites (à droite). Le traitement de ces données permet de localiser avec précision les points où se situent les capteurs - A lire le dossier : "Topographie : découvrir le fonctionnement du GPS"Ce système est constitué de plusieurs satellites en orbites autour de la terre qui envoient des signaux en continu vers la Terre. Les récepteurs localisés au sol réceptionnent alors ces signaux, ce qui permet (moyennant quelques calculs savants !) de localiser ce dernier avec une précision millimétrique à centimétrique. Si l’on mesure deux points de part et d’autre d’une faille à deux périodes différentes, on peut alors déterminer le déplacement de ces deux points au cours du temps. On peut en déduire avec précision la vitesse de déplacement de ces deux points l’un part rapport à l’autre et donc la vitesse de déplacement relatif des deux blocs de part et d’autre de la faille, c'est-à-dire la vitesse de la faille. A condition bien sûre que cette faille soit assez rapide, c'est-à-dire qu’elle ait une vitesse minimale de plusieurs millimètres par an. Avec une grande quantité de points, on peut alors suivre en continue le champ de déplacement à proximité et loin de la faille, et en déduire le comportement de la déformation entre deux tremblements de terre, mais aussi pendant un événement sismique.
Ainsi, nous avons considérablement amélioré notre connaissance du comportement sismogénique des failles sismiques, c'est-à-dire le comportement de la faille entre deux séismes, quand elle « se charge » en contraintes (période inter-sismique), ou pendant le séisme (stade co-sismique) c'est-à-dire quand elle libère les contraintes accumulées au cours du temps. Ce cycle de chargement/déchargement, s’appelle le cycle sismique, il implique une relative régularité dans l’occurrence des séismes sur une faille donnée. Cette « répétitivité » des tremblements de terre constitue la récurrence sismique qui est un des paramètres primordiaux à définir pour appréhender l’aléa et donc le risque sismique. Toutefois, en France les vitesses des failles étant très faibles (inférieure au millimètre par an), la géodésie reste aujourd’hui un outil inadapté pour y appréhender de manière significative l’aléa sismique. Aussi, nous développerons ci-dessous essentiellement les approches géologique et sismologique de l’étude des failles pouvant générer des séismes (dites failles actives | |
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| | Sujet: Re: Qu'est-ce qui fait trembler la terre ? Ven 14 Aoû - 1:11 | |
| 4.Prévision versus PréventionPrévoir les séismes afin de sauver des vies humaines et de préserver un patrimoine historique, industriel, économique compte parmi les priorités de la recherche en sciences de la terre de ce siècle. De nombreux signes précurseurs peuvent annoncer un tremblement de terre mais malheureusement ceux-ci ne sont pas reproductibles, leur occurrence apparemment aléatoire ne permet donc pas une approche systématique en terme de prévision. Nous pouvons évoquer toutefois certains de ces phénomènes précurseurs qui ont pour certains eu des succès spectaculaires ayant entraîné la mise au point de méthodes "infaillibles". Malheureusement infaillibles pour un temps ! En janvier 1975, des anomalies du champ magnétique, des variations de niveau d'eau dans les puits et le comportement "particulier" de certains animaux ainsi que l'occurrence de nombreux petits séismes entre le 1er et le 4 Février permirent aux chercheurs chinois de prédire le séisme de Haicheng et d'éviter donc une catastrophe. Ce tremblement de terre de magnitude supérieure à 7 ébranla dans la nuit du 4 au 5 Février, le NE de la Chine. Plus d'un an plus tard le 28 Juillet 1976, se produisit le séisme le plus meurtrier de ce siècle sous la ville de Tangshan à seulement 300 km au sud-ouest du séisme d'Haicheng. Il provoqua 300.000 morts et ne fut malheureusement pas prédit! De leur côté, scientifiques russes et grecs ont expérimenté des méthodes de « prédiction ». Les premiers basent leurs recherches sur des lois statistiques qui permettraient de déterminer un seuil d'alerte, alors que les seconds s'attachent à mesurer les anomalies du potentiel électrique entre des électrodes dans le sol. Plus récemment la surveillance de signaux éléctro-magnétiques détectés dans la ionosphère par une instrumentation embarquée dans un satellite en orbite autour de la terre semble avoir donné des indications intéressantes avant les derniers gros séismes du globe. Cette mission spatiale du CNES (Centre National d’Etude Spatiale) nommée « Demeter » (Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquakes Regions) - Figure 11 - a pour vocation de surveiller les zones à aléa sismique élevé en vue de mieux comprendre le comportement sismogénique de ces zones et d’améliorer un jour la prévision sismique. Dans tous les cas même si ces démarches scientifiques sont prometteuses, elles peuvent être, à ce jour, contestées car elles ne donnent pas de résultats systématiques.
En l'absence de technique de prévision fiable, la prévention reste sans conteste le seul moyen de minimiser les risques de destruction matériel et de perte en vie humaine. Un séisme comme celui de Lambesc produirait aujourd'hui de nombreuses victimes, quelques centaines de morts, des milliers de blessés, et des destructions sans précèdent en France, pouvant s’estimer en millions voire milliards d’euros de dégâts, d'après une étude menée par le Ministère de l’Environnement. En l'absence d'une prévision fiable, il convient donc d'améliorer la prévention... Or, là où la Terre a tremblé, elle tremblera de nouveau. Cette loi naturelle permet une première étape vers la prévention. En effet, elle permet d'établir des cartes de zones potentiellement sismiques. Et par conséquent, à défaut de prévoir "Quand" elle re-tremblera, nous pouvons définir "Où" elle re-tremblera... L'évaluation de l'aléa sismique reposera donc, entre autre, sur l'identification et la localisation des séismes du passé, comme du présent et donc des failles qui les générèrent. Le satellite Demeter CNES | |
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