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Quelques précisions géologiques, partie trois

Les tremblements de terre : séismologie

Quelques définitions :
- Hypocentre ou foyer : lieu de la rupture des roches en profondeur.
- Épicentre : projection géométrique du foyer à la surface.
- Échelle de Richter (sismologue américain) : mesure de la magnitude du moment M d'un séisme. Elle n'a pas de limite supérieure, mais on ne dépasse pas 9, maximum observé.
- Échelle de Mercali : mesure de l'intensité d'un séisme (les dégats...)
On distingue quatre catégories de tremblements de terre :
- Rupture d'une faille ou d'un segment de faille (séisme tectonique).
- Intrusion et dégazage d'un magma (séisme volcanique).
- Craquement des calottes glaciaires se répercutant dans la croûte terrestre.
- Explosion, effondrement d'une cavité (origine naturelle ou due à l'homme).
Les séismes tectoniques, dus aux courants chauds de convection qui sont le moteur des plaques, sont les plus courants (75% de l'énergie sismique de la planète). Mises sous contrainte pendant des milliers d'années, les roches atteignent un seuil de rupture mécanique en limite de plaques, surtout zones de subduction (300 à 640 km de profondeur). Aussi sur les dorsales médio-océaniques (5 % de l'énergie) et des grandes failles de décrochement (20 km de profondeur, 15 % de l'énergie).
Les roches cassent alors en une seule secousse libérant brutalement l'énergie accumulée, suivie de répliques d'ajustement souvent dévastatrices pendant quelques minutes à plus d'un an. Si la secousse atteint la surface, elle peut créer des bouleversements physiques. Les séismes les plus nombreux restent en profondeur et ne sont pas ressentis.
D'autres séismes se produisent, non pas à la frontière mais à l'intérieur des plaques tectoniques. Ils sont imprévisibles et dangereux. Leur mécanisme n'est pas élucidé. Il peut s'agir de failles cachées lors des dislocations tectoniques.
Les trains d'ondes sismiques se propagent autour et dans le globe terrestre. Le dégagement de chaleur par frottement peut aussi fondre les roches. Environ 100.000 séismes sont enregistrés chaque année sur la planète, dont 6.000 (indétectés) dans les Alpes Maritimes.



Les tsunamis

Le tsunami (japonais : "vague du port) est un raz de marée généré par le mouvement vertical et brutal du fond de mer pendant un séisme, une éruption volcanique, un vaste glissement de terrain, un retournement d'iceberg ou un cyclone. Un grand tremblement sous-marin de magnitude > 7, très peu profond, engendre des vagues soudaines, énormes et dévastatrices, de plusieurs centaines de kilomètres de longueur d'onde mais d'amplitude faible en océan profond (moins d'un mètre). La vitesse va de 500 à 700 km/h et peut excéder 800 km/h.
Certains tsunamis se propagent sur des distances de plusieurs milliers de kilomètres et atteignent les côtes en moins d'une journée. En les abordant, période et vitesse diminuent mais l'amplitude augmente, la hauteur pouvant dépasser 30 m. Les vagues submergent les terres en flux et reflux successifs. Les tsunamis font partie des catastrophes de l'histoire (plus de 600.000 victimes en 279 événements historiquement répertoriés).
Précisions sur la nature de la vague : la vague est une onde mécanique qui se propage à la surface de contact entre deux fluides (ici eau et air). Ce n'est pas la masse d'eau qui se déplace, c'est l'onde qui la parcourt, ce qui explique ici la grande vitesse du tsunami. L'onde déplace les molécules d'eau en mouvement circulaire et, lorsque le fond remonte, les cercles sont déformés et deviennent des ellipses, prélude aux déferlantes qui vont atteindre le rivage.


L'or et les séismes

Les filons d'or sont majoritairement formés par des dépôts de minéraux laissés par l'eau qui circule à travers les fissures de la croûte terrestre. Si elle est suffisante, la variation de pression provoquée par le séisme suffit à former ces fissures, où l'or peut être déposé hydrothermalement. Mais par quel processus exactement ?
L'analyse montre que le processus peut se produire de façon instantanée. À partir de la faille principale sur laquelle évolue le séisme, des failles secondaires s'ouvrent en dépressurisant la croûte. Par exemple, un séisme de magnitude 4 à 11 km de profondeur provoque une chute de pression de 290 à 0,2 MPa. L'eau profonde à 390 °C, soumise à cette chute de pression, se vaporise et les minéraux cristallisent presque instantanément. C'est la vaporisation éclair ou dépôt flash.
Alors les quartz et autres minéraux précipitent, y compris l'or, jusqu'à ce que la cristallisation rebouche les fissures et restaure la pression initiale. Ce processus explique pourquoi les gisements aurifères de quartz sont souvent marbrés en toile d'araignée de filons d'or minuscules. Pour des millions de petits séismes annuels, il peut y avoir d'énormes quantités d'or dans les zones de failles secondaires.