Les Fondamentaux de la Sismologie et de la Tectonique des Plaques

Les Mouvements des Plaques Tectoniques

• Subduction : Une plaque océanique (plus dense) s'enfonce sous une plaque continentale.
• Affrontement (Convergence) : Deux plaques de même densité s'affrontent. Elles subissent alors des forces de compression importantes provoquant des déformations et des replis (formation de montagnes).
• Divergence : Les plaques peuvent diverger, provoquant l'apparition d'une zone d'accrétion (formation d'un rift ou d'une dorsale océanique).
• Glissement (Faille Transformante) : Les plaques peuvent glisser l'une contre l'autre en sens inverse. Formation d'une faille qui peut être normale, inverse ou transformante. Exemple : la faille de San Andreas sur laquelle se trouve la Californie.

Mesure de l'Intensité des Séismes

• Échelle de Mercalli :
  • Dépend de l'importance des dégâts occasionnés.
  • Inconvénient : Elle est subjective et d'autres paramètres peuvent influencer l'importance des dégâts.
• Échelle de Richter :
  • Mesure l'amplitude maximale des oscillations inscrites sur un sismographe étalonné.
  • Dépend de la distance au foyer.
  • Elle est logarithmique : une augmentation de 1 sur l'échelle multiplie par 10 l'énergie dégagée par le tremblement de terre.
  • Il n'y a pas de maximum théorique. La valeur la plus élevée enregistrée est 9,1 (tsunami en Indonésie).

La Structure Interne de la Terre

Les Couches de la Terre

• Noyau :
  • Noyau Interne : Sorte de boule solide composée de fer (à 6371 km de la surface).
  • Noyau Externe : Mélange de métaux (fer, nickel) en fusion (environ 3000 °C).
• Manteau :
  • Manteau Inférieur : Caractéristiques élastiques.
  • Manteau Supérieur : Est principalement plastique.

Les Discontinuités

Variations brusques de densité au sein d'une même couche.

• Asthénosphère : Partie comprise entre la discontinuité de Moho et le manteau inférieur.
• Lithosphère : Manteau supérieur + croûte.
• Discontinuité de Moho : Sépare la croûte du manteau.
• Discontinuité de Gutenberg : Sépare le manteau du noyau.

Tectonique des Plaques et Phénomènes Associés

La tectonique des plaques : les plaques se déplacent sous l'action de courants de convection présents dans le manteau.

Répartition des plaques : Plaques continentales, océaniques et mixtes (visualisation du mouvement des plaques).

• Foyer : Lieu du séisme sous l'écorce terrestre.
• Épicentre : Point à la surface de la Terre où un séisme est le plus intense.

Le Tsunami

1. Le séisme provoque un appel d'eau, le niveau de la mer baisse.
2. Formation d'une oscillation : une onde longue (125 à 250 km) se propage sous la surface à grande vitesse (700 km/h).
3. En arrivant aux côtes, l'onde forme des vagues géantes.

Les Ondes Sismiques

Lorsqu'il y a un séisme, les ondes se propagent dans toutes les directions et dans l'ensemble de la croûte terrestre.

Propagation et Types d'Ondes

• Ondes de Compression (Ondes P) :
  • La matière subit des alternances de compression et de dilatation, produisant ainsi un changement de volume.
  • Elles sont longitudinales : elles se déplacent suivant la direction de l'onde.
• Ondes de Cisaillement (Ondes S) :
  • Elles changent de forme mais pas de volume.
  • Ce sont des vibrations perpendiculaires à la propagation de l'onde (ondes transversales).
  • Elles ne se propagent pas dans les fluides et sont les plus lentes des ondes de volume.
• Ondes de Surface :
  • Se propagent uniquement à la surface de la Terre et s'amortissent en profondeur.
  • La composante de cisaillement de surface est la plus destructrice lors des tremblements de terre.

Sismographes et Localisation

• Sismographes : Possibilité de localiser un épicentre en recoupant les informations de différentes stations de mesure.
• Zones d'Ombre : Zone dans laquelle aucune station n'enregistre d'ondes sismiques directes provenant d'un séisme.