Les séismes sont les phénomènes naturels les plus violents que nous puissions connaître. En effet, ils sont souvent la cause de drames humains et matériels colossaux. Avec le dernier tremblement de Terre qui s'est déroulé au Mexique, nous vous proposons de faire le tour de la question autour de ce phénomène pour mieux comprendre ses origines, comment les détecter et reconnaître les signes avant-coureurs de ces catastrophes.

Aux origines

Pour mieux comprendre ce qu'est réellement un séisme, il est bon de se rappeler de quelle façon ils se forment. Comme vous le savez, notre planète est recouverte de plaques qui ne restent jamais immobiles sous l'effet de la chaleur présente à l'intérieur de la Terre. C'est ce qu'on appelle la tectonique des plaques. Cette chaleur va créer des courants de convection qui a pour conséquence la modification des propriétés des roches. Ces dernières vont entraîner le mouvement des plaques situées au-dessus. Ainsi, des plaques vont s'écarter et d'autres vont rentrer en collision à force de se rapprocher. Certaines vont même glisser l'une sur l'autre ou l'une à côté de l'autre. 

C'est quand les roches atteignent un seuil de rupture mécanique qu'elles vont se briser et libérer toute l'énergie qu'elles ont emmagasiné devant des milliers d'années.

Peu importe la configuration, c'est quasiment toujours à la frontière entre ces plaques que vont se produire les séismes. Quasiment, car il arrive parfois que certains séismes se produisent à l'intérieur des plaques tectoniques. Ces types de séismes sont souvent les plus dangereux et les plus difficiles à prédire. Les scientifiques ont plusieurs hypothèses pour expliquer leurs origines. Certains avancent l'idée de failles cachées. Comme vous le savez, les continents ne cessent de se casser et sont emportés par les plaques qui sont en mouvement. Mais il arrive que ces continents se ressoudent là où ils se sont rompus. C'est à cet endroit même que se trouvent ces failles cachées. 

D'autres scientifiques parlent de séismes intraplaques : des barrages, avec différents niveaux peuvent modifier l'état de contraintes dans le sous-sol et provoquer le déclenchement d'un séisme. Dans ce cas de figure, c'est impossible pour les sismologues de prévoir quand ce type de séisme peut survenir.

Qu'est-ce qu'un monstre tellurique ?

Peut être avez-vous déjà entendu parler de "monstre tellurique". Il s'agit du plus grand tremblement de terre jamais enregistré. Ici, c'est le séisme de Valdivia qui a eu lieu au Chili en mai 1960. Il était de magnitude 9,5 sur l'échelle de Richter. A la suite de ce séisme, un tsunami s'est formé et a dévasté tout le Pacifique. Bilan : 5700 morts au Chili, 61 morts à Hawaï, 130 au Japon et deux millions de personnes se sont retrouvées sans abri. Cette catastrophe a également changé à tout jamais le profil des côtes chiliennes. 

Un phénomène unique sur Terre

En effet, la Terre est la seule planète du système solaire à subir des tremblements de terre ! Entre 1969 et 1972, les signaux des sismomètres posés sur la Lune n'ont enregistré aucun signal présentant les mêmes caractéristiques que les séismes terriens. La raison ? Certains sismologues pensent que cela peut être expliqué par l'absence d'eau sur les autres planètes. Effectivement, il se trouve que l'eau présente massivement dans le manteau terrestre, le rend visqueux et permet aux plaques de bouger. 

Comment détecte-t-on les séismes ?

Pas de surprise, si vous avez suivi correctement vos cours de SVT, les séismes sont enregistrés par un sismomètre. Cet appareil dispose d'une masse associée à un bâti relié au sol. Ainsi, quand une secousse sismique se fait sentir, la masse va osciller et le bâti va reproduire le mouvement du sol. De nos jours, la majorité des sismographes sont électromagnétiques.

Lorsqu'un séisme se déclare, on peut constater différentes ondes caractéristiques : les premières sont les ondes P (ondes primaires), elles sont très rapides, les suivantes sont les ondes S (ondes secondaires), elles sont plus lentes mais très violentes. C'est d'ailleurs ces ondes qui sont responsables des plus gros dégâts. Puis enfin, les ondes de surface qui vont se propager le long de la surface terrestre. Ensuite, les sismologues peuvent déterminer la distance entre le sismographe et l'épicentre en faisant la différence de temps entre les vitesses des ondes P et S. Puis, par triangulation entre plusieurs sismographes, on est capable de localiser le lieu du séisme.

Et la magnitude dans tout ça ?

Les sismologues sont donc capables de déterminer la magnitude d'un séisme à l'aide des données fournies par les sismographes. Pour cela, ils se concentrent sur le type de sismographe, la distance entre le lieu du séisme et la station d'enregistrement ainsi que sur la profondeur du séisme et la nature du sous-sol où se situe la station. Grâce à ce résultat, obtenu en seulement quelques minutes, les autorités peuvent alors organiser l'évacuation de la population en cas d'alerte au tsunami par exemple. Pour info, un séisme de magnitude 7 va libérer l'équivalent en énergie de 900 fois la bombe d'Hiroshima !

Comment déterminer si une faille est active ?

On parle de faille active quand une faille a provoqué des séismes au cours du temps. Et en terme de durée, il faut se placer à l'échelle géologique. Pour les sismologues, un évènement récent s'est déroulé il y a quelques millions d'années et quand ils parlent de "futur proche", c'est tout ce qui va se produire dans les prochains millénaires !

Ainsi, une faille active est une faille qui a connu une réactivation sismique lors du dernier million d'années écoulé pour les géologues et si elle s'est déplacée au cours des dix derniers milliers d'années pour les sismologues.

Quels sont les signes avant-coureurs d'un séisme ?

Lorsqu'un séisme se déclenche et libère autant d'énergie, il est difficile de se dire qu'un tel phénomène peut se déclencher sans signes avant-coureurs ! En effet, il existe un nombre incroyables d'indices qui nous permettent de détecter qu'un tremblement de terre va avoir lieu. Et les scientifiques les connaissent mais encore faut-il qu'ils sachent les détecter à temps.

Par exemple, juste avant une rupture au niveau d'une faille, il est possible d'entendre des trémors tectoniques. Il s'agit de bruits en provenance des profondeurs de la Terre. Les scientifiques peuvent également s'intéresser au comportement des gaz sous terre. Quand la croûte se déforme, elle va créer des microfissures par lesquels les fluides vont s'infiltrer et vont perturber la circulation des eaux souterraines ou le niveau des nappes phréatiques. De plus, la présence dans l'air du radon, un gaz radioactif naturel qui se trouve normalement dans le sol très profondément peut également aussi être un signe annonciateur.

Enfin, les signaux électriques et électromagnétiques ainsi que le comportement bizarre des animaux peuvent prédire d'une catastrophe à venir. C'est notamment le cas des crapauds de L'Aquila en Italie.

Quelques jours avant le séisme qui a touché cette région le 6 avril 2009, les batraciens ont déserté le lac où ils avaient élu domicile. Un comportement étrange puisqu'en pleine période de reproduction, les mâles restent actifs jusqu'à la fin de la saison des amours. A tel point que le taux d'accouplement a chuté à 0 !

Alors qu'est-ce qui a pu précipiter leur départ ? Peut être une anomalie thermique. En effet, la température a chuté de 10 degrés dans un rayon de 15 kilomètres autour du lac. Mais il se pourrait aussi que les crapauds aient décidé de quitter le lac à cause des émanations de gaz et de particules. Juste avant un séisme, les roches de la croûte terrestre relâchent des particules dans l'air qui peuvent donner des maux de tête, des nausées et faire augmenter la sérotonine, l'hormone responsable du stress. Enfin, ces particules auraient pu aussi transformer l'eau en peroxyde d'hydrogène, une substance connue pour être toxique pour les animaux aquatiques.

Quoi qu'il en soit, rien ne prouve à 100% que le comportement de ces crapauds peuvent être un signe annonciateur de séisme mais son étude a permis de mieux comprendre le comportement animal en cas de tremblement de terre. Et même si la grenouille a la réputation d'être un bon baromètre, pas sûr que d'avoir un crapaud dans un bocal permettrait de remplacer les sismographes.