Pourquoi y a-t-il des séismes ?

Les séismes peuvent être des phénomènes naturels ou artificiels, et peuvent avoir diverses origines dans les deux cas. La plus connue étant la tectonique des plaques, c’est à dire le mouvement de grands pans de la croûte terrestre qui flotte au-dessus d’un manteau de roche en fusion. Mais les techniques d’extraction du gaz de schiste par fracturation hydraulique, l’effondrement de structures souterraines ou encore les explosions peuvent en être l’origine.

Répondre à la question pourquoi y a-t-il des séismes revient à en explorer les causes qui ne sont pas forcément celles que l’on pense. Les séismes peuvent en effet avoir des causes artificielles : explosions, exploitation minière, fracturation hydraulique, effondrement de structures souterraines en sont des exemples. Mais évidemment, lorsqu’on pense aux séismes on a plutôt tendance à penser à ses causes naturelles.

Et c’est plutôt à raison : les tremblements de terre ont aussi et surtout des causes naturelles, pouvant provoquer de très gros dégâts à la surface, des destructions, des tsunamis dévastateurs… Alors pourquoi les tremblements de terre d’origine naturelle se produisent-ils ? Tout d’abord, il faut bien comprendre la notion de tectonique des plaques.

Pourquoi y a-t-il des tremblements de Terre ?

En surface, la Terre présente une surface rocheuse solide, mais à quelques dizaines de kilomètres de profondeur, les choses sont bien différentes. La roche est plus élastique, plus chaude aussi. Plus on avance en profondeur, plus la chaleur augmente, au point que la roche est réduite à l’état de lave. Au dessus, la croûte solide sur laquelle nous vivons flotte. Mais cette croûte n’est pas uniforme, et en-dessous, le magma est en mouvement.

Tout autour de la planète, cette croûte est fissurée. On dit que ces fissures forment des plaques qui entrent en collision, glissent, passent l’une sous l’autre, ou s’éloignent en fonction des cas. Sur ces lignes de fracture, on trouve des montagnes, des volcans, et/ou des rifts, au fond des océans, lorsque deux plaques tectoniques s’éloignent. Les mouvements sont très lents, mais ils ne sont pas moins extrêmement puissants.

Maintenant imaginez deux plaques de polystyrène qui s’entrechoquent. Quelque soit le mouvement que vous infligez sur ces deux plaques, les faire glisser l’une par rapport à l’autre, ou les forcer l’une contre l’autre, les mouvements seront saccadés et soudains. Appliquez une pression croissante sur ces deux bouts de polystyrène : au début rien ne se passe, mais à un moment donné, il y aura une rupture brutale.

Des mouvements résultats d’une accumulation de contraintes et d’énergie

C’est un peu ce qui se passe avec les plaques tectoniques : l’énergie s’accumule, s’accumule, puis d’un coup, toute cette énergie se libère, et les plaques bougent d’un coup sec. On a alors un tremblement de terre plus ou moins violent en fonction de l’énergie accumulée jusqu’à la rupture. Toute la ligne de fracture ne bouge pas, seulement une portion. Cette libération d’énergie déplace les contraintes sur d’autres zones.

Ce qui augmente la probabilité de séismes subséquents moins puissants, jusqu’à ce que l’essentiel de l’énergie soit dissipé. C’est ce qui se passe lors de répliques : les séismes plus faibles, en général, qui surviennent après un premier tremblement de terre. Il reste encore beaucoup de choses à apprendre sur ces séismes, d’où certaines expériences assez incroyables pour atteindre le manteau supérieur de la couche terrestre.

Prochainement une équipe de scientifique japonais prévoit par exemple de construire un puits de plusieurs kilomètres pour mieux comprendre la composition de la roche. Et peut être un jour être mieux à même de prédire les séismes et atténuer leurs conséquences souvent dévastatrices. On vous propose d’en apprendre davantage avec cet épisode de C’est Pas Sorcier :