1.5 SEISMES

Les séismes et les volcans (chap. 1.6) sont la résultante de modification de l’écorce terrestre.

Nous devons dans un premier temps abordé quelques notions théoriques concernant notre planète.

1.5.1. NOTION DE TECHNIQUE DE PLAQUES

En première approximation, l’écorce terrestre est remarquablement stable : les roches apparaissent comme étant immuablement figées et définitivement stabilisées. Mais ceci n’est  vrai qu’en première approximation. En effet, dans certaines régions du globe dites « sismiques », il peut se former à l’occasion de tremblements de terre importants, des cassures qui tranchent toutes les roches de surface. Ainsi, bien qu’à l’échelle humaine cela soit à peine perceptible, l’écorce terrestre se déforme, du moins dans certaines régions...

L’ensemble des déformations ayant affecté, postérieurement à la formation, des terrains géologiques qu’ils soient sédimentaires, magmatiques ou métamorphiques, s’appelle la Tectonique. L’étude des phénomènes du volcanisme et des tremblements de terre (sismicité) est un complément indispensable à la tectonique, à laquelle ils sont toujours plus ou moins directement liés.

La tectonique de plaques est une hypothèse, émise en 1968, aujourd’hui solidement étayée, selon laquelle la lithosphère (partie superficielle de la Terre = croûte + partie supérieure du manteau supérieur) est formée de plaques rigides, épaisses d’une centaine de kilomètres en moyenne. Ces plaques « flottent » et sont susceptibles de se déplacer sur l’asthénosphère (manteau supérieur visqueux et déformable).

Structure de la terre

Les plaques principales sont au nombre de six :

Seule la plaque pacifique est entièrement formée de croûte océanique. Les cinq autres sont constituées d’une croûte océanique surmontée partiellement par une croûte continentale  (qui correspond bien entendu, aux continents dont on leur a donné le nom).

La formation des chaînes de montagnes, les bouleversements tectoniques, les crises sismiques, les éruptions volcaniques et d’une manière plus générale toutes les grandes transformations qui ont eu lieu, ou qui ont lieu actuellement, sur notre planète, peuvent être expliquées par un certain nombre de phénomènes qui se produisent au niveau des plaques.

Les trois phénomènes les plus importants sont l’accrétion, la subduction et les failles transformantes. Il est à remarquer que les zones où s’exercent ces phénomènes constituent en même temps les limites principales entre les plaques.

Accrétion

Les zones d’accrétion sont marquées dans les océans par des fossés d’effondrement étroits et allongés, dits « rifts océaniques ». Dans ces rifts se manifeste un important volcanisme basaltique sous-marin, avec épanchement de laves, qui contribuent au développement de la couches basaltique de la croûte océanique.

Subduction

Les zones de subduction sont celles où une plaque de croûte océanique plonge dans la partie visqueuse du manteau, où elle devient à son tour visqueuse, puis se résorbe. Ce phénomène se produit généralement au contact d’une croûte continentale plus légère sous laquelle s’enfonce la croûte océanique. Les conséquences de la subduction sont les suivantes :

- creusement le long de la zone de subduction d’une dépression allongée constituant une fosse océanique ;

- le long du plan de subduction, dit PLAN DE BENIOFF, production de séismes par frottements ou relaxations entre les deux croûtes de nature différente. La profondeur de ces foyers de séismes ne paraît pas dépasser 700 km ;

- formation de nappes et écailles tectoniques dans la zone où la croûte océanique, recouverte de sédiments, heurte la croûte continentale avant de plonger sous elle ;

- volcanisme andésitique à la verticale de la plaque plongeante.

Failles transformantes

Ce sont des limites entres plaques ne comportant ni production de laves (accrétion), ni absorption de croûte océanique (subduction). Les failles transformantes sont parallèles aux directions de mouvement de plaques et paraissent, en quelques sortes, les guider. Elles peuvent relier deux à deux, rifts océaniques et zones de subduction.

Cycles de convection		La divergence
La subduction		La convergence océanique
la collision

Tous ces phénomènes sont liés comme étant les diverses étapes d’une même évolution. De façon schématique la suite des événements est la suivante :

1.  Stade de distension (Formation d’un rift)

Au départ, il se forme dans la partie supérieure du manteau une zone anormalement chaude qui provoque le développent d’une poche de magma, laquelle soulève et déchire une croûte continentale.

Puis les cassures se multiplient et des comportements s’affaissent en « marches d’escalier ». Par ces fractures une partie du magma s’épanche à la surface (volcanisme continental). Ce stade est celui qui est atteint en France par le fossé rhénan et par la Limagne et en Afrique par la région des Grands Lacs.

2. Stade océan étroit

L’écartement des deux blocs continentaux arrive au point où la croûte océanique apparaît au fond du fossé : effectivement une mer s’installe dans la dépression ainsi créée. C’est le stade actuel de la Mer Rouge.

3.  Stade océan large

Le volcanisme basaltique sous-marin se développe : les laves s’écartent progressivement de l’axe du fossé (= dorsale), immédiatement remplacées par des laves plus jeunes. Ainsi, de part et d’autre du fossé, chaque plaque océanique reçoit en permanence un apport de matière volcanique : elle s’épaissit et s’alourdit. Il en résulte une surcharge qui peu à peu provoque un enfoncement du fond océanique (= subsidence). Cet enfoncement facilite la sédimentation qui a son tour accentue la subsidence.

4.  Stade de subduction

Dans certains cas, il peut arriver un moment où par suite de son alourdissement, la plaque océanique ainsi que les sédiments qui la recouvrent, se mettent à plonger dans les couches visqueuses du manteau, en s’enfonçant sous la croûte continentale, au contact océan-continent. C’est ce que l’on appelle une marge continentale active, bordée par une fosse océanique. C‘est le cas actuel de la côte pacifique du contient américain. Le schéma peut se compliquer par l’existence d’arcs insulaires qui délimitent entre eux et un continent des mers à caractère océanique : c’est le cas des guirlandes d’îles de l’Océan Pacifique occidental.

Il faut noter qu’à l’inverse des marges actives, il existe des marges passives, dans lesquelles au contact océan-continent les croûtes océanique et continentale ne sont pas déconnectées : dans ce cas il n’y a pas de subduction ; c’est le cas des côtes atlantiques.

5.  Stade de collision

L’expansion d’un fond océanique entraîne l’éloignement des deux continents qui encadrent l’océan... ce qui a pour effet de rapprocher au moins l’un  des deux d’un troisième continent supposé fixe. Le terme ultime de ce resserrement est la rencontre de deux continents ou collision. Il en résulte la subduction de la croûte continentale « mobile » sous la croûte continentale « fixe ». Ce phénomène s’accompagne naturellement d’une phase intense de tectonique tangentielle (nappes de charriage). C’est à un tel processus que l’on doit attribuer le plissement alpin (des Alpes à l’Himalaya) par collision des plaques africaines et indienne contre la plaque eurasiatique.