ED. SUESS
Marz (Maresfalva) 5 septembre 1906.
LA
SCIENCE SÉISMOLOGIQUE
Le vieil adage Natura non facit saltum^ s'il est vrai pour les phénomènes qu'embrassent les sciences naturelles, ne Test certainement pas en ce qui concerne révolution de ces dernières. De temps en temps et par intermittences, à des intervalles plus ou moins éloignés, on découvre d'importantes vérités nouvelles ou, pour mieux dire, on s'avance de quelque degré dans la série des approximations successives qui nous permettent de mieux entrevoir le but poursuivi, jamais atteint, parce qu'en même temps ces progrès de nos connaissances ne font que soulever un peu plus largement le voile et nous ouvrir des horizons nouveaux : des problèmes insoupçonnés encore se posent et, pendant une période, il nous faut, par de nouvelles recherches, remplir le cadre ainsi élargi. Ce sont ces grandes étapes successives qui donnent la vie à l'histoire d'une science; et, périodiquement aussi, s'impose la nécessité d'en établir le bilan par un exposé général, en coordonnant les faits épars qui sans cela ne seraient qu'un informe monceau d'observations sans lien et dont il ne serait pas possible de tirer une vue d'ensemble.
La séismologie, ou la science des tremblements de terre, vient précisément de franchir une des plus remarquables phases de son développement avec la découverte et l'emploi généralisé des séismographes, ces merveilleux instruments qui permettent de mesurer toutes les particularités du mouvement séismique. Or, il n'est point de pas aussi décisif pour une branche quelconque des connaissances humaines que d'en soumettre les phénomènes à des mesures systé-
< Pour des raisons d'euphonie et conformément à l'usage presque constant et général des littératures scientifiques de l'étranger, on a, dans cet ouvrage, comme dans la Géographie êéUmologique^ adopté l'orthographe de séisme (et ses dérivés] au lieu de sisme que commanderaient les habitudes philologiques et que suit, en particulier, l'Âcademie des sciences.
Du MosrrKMUS. — La Science séismoloifiqQe. 1
matiqtres ; par le fait même, en effet, elle passe du stade empirique et cou.vè*ntionnel à Tétat de véritable science, et Tinterprétation des fîUt&.(i'observation n'est plus laissée à Tarbitrairc des vaines spécu- •.,latiôns. Le moment est donc bien choisi pour fixer ce que nous •. savons et ce que nous ignorons des tremblements de terre, juste à ^•'/v'Tépoque où les découvertes vont, sans- doute, s'accumuler et se '.*;•-' précipiter par les efforts des adeptes de la séismologie devenus innombrables et qui, dans leurs observatoires disséminés sur toute la surface du globe, y sont armés du plus admirable outillage. Ce remarquable et rapide essor est presque unique dans Thistoire des sciences, et peu d'entre elles peuvent se vanter d'en avoir jamais pris un aussi brillant. En un petit nombre d'années^ la séismologie a constitué ses méthodes, établi son corps de doctrines, inventé ses appareils, édifié ses observatoires et largement débordé sur les frontières de la géologie, de la géodésie et de la météorologie, dont elle ne se contente plus d'être une humble annexe. Qui pourrait donc mesurer et borner ses progrès futurs, et qui saurait restreindre les bienfaits que l'humanité ne manquera pas de tirer d'une exacte connaissance du plus terrible, peut-être, des fléaux qui l'affligent ?
Malheureusement, ce grand mouvement s'est produit sans la participation de la France, grâce sans doute au bonheur dont nous jouissons d'y vivre sur un sol éminemment stable. Mais l'excuse est sans valeur, plusieurs de nos colonies payant à leur tour un triste tribut aux soubresauts de l'écorce terrestre; et, d'ailleurs, un des plus grands des séismologues modernes, Milne, n'est-il pas un fils de la non moins solide Angleterre? Il est temps que le public français puisse s'affranchir du pénible labeur d'aller, dans d'innombrables périodiques et travaux étrangers, puiser les éléments de l'étude du plus attachant peut-être des phénomènes de la vie du globe. Le mouvement séismique, une fois déchaîné quelque part à la surface de la terre, met la planète entière en état de vibration, de sorte qu'il n'est plus nécessaire, comme autrefois, et grâce seulement aux séismographes, d'habiter im pays à tremblements de terre pour se livrer à l'étude des redoutables ébranlements du sol. Cette précieuse particularité de la jeune science laisse donc les travailleurs français sans aucune raison de l'ignorer aussi complètement qu'ils l'ont fait jusqu'à ce jour, du moins si l'on en juge par l'absence presque totale de travaux importants capables de contribuer à son progrès. Ainsi la nécessité s'impose de combler une regrettable lacune dans la littérature scientifique française de notre époque, en exposant les découvertes de la séismologie moderne ; et peut-être que ne sera pas vain l'espoir
de voir surgir des adeptes qui rivaliseront, quand ils le voudront, avec la pléiade des savants étrangers qui consacrent tous leurs efforts h l'étude des tremblements de terre.
Ce n'est pas qu'il manque de très estimables traités de séismologie, dont quelques-uns fort récents '. Mais chacun d'eux reflète en quelque manière les habitudes d'esprit et les traditions scientifiques du pays de son auteur. A ce point de vue d'un exposé général, la science n'a rien de cosmopolite et, à dire les mêmes choses, la vérité ne se conçoit bien qu'adaptée, dans son ensemble, aux qualités comme aux défauts du génie national du lecteur. C'est là un nouveau motif à dresser le tableau didactique de l'état actuel de la séismologie, selon nos propres habitudes d'ordre et d'éloignement pour tout ce qui est détail superflu. On se gardera soigneusement aussi de tenir pour certain ce qui est encore contestable, sans se laisser aller à l'enthousiasme fréquemment partagé par les séismologues à l'égard de progrès réels, mais parfois insuffisamment fixés encore.
On a vu dans un ouvrage récent et à thèse, la Géographie séii" mologique, mettre les tremblements de terre en relation avec le passé, le présent et l'avenir géologique de la Terre. En développant celte conception uniquement basée sur les faits, nous supposions connues toutes les modalités et les propriétés du mouvement séismique. 11 s'agit maintenant de combler cette lacune, de sorte que l'on ait, avec la Science séismologique^ une facile connaissance de l'ensemble de ce que Ton sait actuellement des tremblements de terre, ainsi que la possibilité de remonter aux sources. Aussi bien, parallèlement à la séismologie tectonique, s'est encore bien plus agrandie en ces dernières années la séismologie qu'on pourrait appeler physique et qui, sans se préoccuper outre mesure de la cause des tremblements de terre, étudie presque pour lui-même un mode de mouvement dont l'origine peut lui rester en quelque sorte assez indifférente.
Nette et précise, la démarcation des deux branches de la séismologie tend malheureusement à s'accentuer de plus en plus. Dès que le tremblement de terre s'est produit, le géologue s'en va scruter les couches terrestres de la région la plus ébranlée pour tâcher d'y lire les causes de leur dérangement, sans penser davantage à ce que deviennent les ondes séismiques propagées au loin. C'est, au con traire, à partir de ce moment que le physicien s*empare de ces der- • ^
^ Hœmes. Erdbebenkunde, Leipzig, 1893. — Milne. Seîsmology. London, 1898. — Dutton. Earthquakes in the light of the new Seîsmology^ New York, 1904. — Sieberg Uandbuch der Erdbebenkunde. Braunschweig, 1904.
nières, et il en étudie à loisir les délicats diagrammes enregistrés par les séismographes du monde entier. Le premier cherche, au grand air ou dans les profondeurs terrestres, à surprendre la Nature sur le fait; le second prend son temps pour lui arracher ses secrets dans le silence du cabinet. L'un et Tautre peuvent-ils s'ignorer mutuellement ? Assurément non. Les causes géologiques vraisemblablement multiples des tremblements de terre ne sauraient manquer d'introduire des variétés originelles dans le mouvement séismique, luimême sujet à être modifié ultérieurement suivant la constitution des terrains au travers desquels il s est propagé au loin. Il faut donc que le physicien tienne compte des travaux du géologue ; mais, réciproquement, ce dernier ne pourra posséder une claire intuition du phénomène s'il ne connaît les particularités du mouvement séismique, telles que les décèlent les séismographes, ces appareils lui servant pour ainsi dire de télescope ou de spectroscope pour les couches profondes qui lui sont à lui-même directement inaccessibles.
La séismologie constitue donc un ensemble que les succès actuels des physiciens ne suffisent point à disjoindre en branches rivales, en dépit de la prédominance que les géologues ont laissé prendre à leurs heureux compétiteurs, fiers à bon droit de leurs appareils et de leurs observatoires, mais que les mathématiques ne pourront pas à elles seules conduire au but sans la connaissance des éléments tectoniques du problème.
Pour la clarté de l'exposé didactique d'une science, il faut une idée directrice. Ici, ce sera, toutes les fois qu'on pourra y revenir, l'influence des circonstances géologiques sur le mouvement séismique lui-même. On ne fera de la sorte que reconnaître l'importance légitime et réelle du rôle que jouent les différences de constitution tectonique aussi bien à l'origine du tremblement de terre que tout le long des chemins par lesquels transitent ses ondes. Pour avoir trop souvent oublié que le mouvement séismique n'est pas assimilable à une énergie mécanique idéale, se propageant suivant des lois mathématiques dans un milieu de nature géométriquement idéale aussi, les physiciens se sont heurtés à des difficultés et à des contradictions que la complexité réelle des choses ne leur a pas permis de dénouer à l'aide du calcul, ici impuissant à résoudre rationnellement le problème posé. Seul l'examen des circonstances géologiques dans chaque cas particulier donne parfois la possibilité d'expliquer les divergences rencontrées à chaque pas entre la théorie et l'observation. Gomme on le verra, la séismologie tend de plus en plus à s'aider de l'appareil mathématique ; mais ce n'est certes
pas ainsi qu'elle découvrira la nature essentielle et la cause des tremblements de terre, tant, du moins, qu'elle s'affranchira de la géologie. Dans bien des cas, l'analyse ne sert qu'à masquer notre ignorance. On ne saurait trop s'élever contre cette tendance, capable seulement de retarder les progrès de la séismologie en lui donnant les apparences d'une exactitude ou d'une précision prématurées que ne comportent pas encore les sciences naturelles, si tant est qu'elles puissent jamais y arriver. En tout cas, le stade rationnel de la science des tremblements de terre ne saurait être entrevu que dans un avenir extrêmement éloigné.
 chacune de ses étapes successives, et pendant une période plus ou moins longue, une science naturelle oriente ses recherches et base les déductions qu'elle tire des faits sur certains principes directeurs. Il arrive bientôt un moment où l'observation, devenant plus précise, ne s'y adapte plus, et il faut en élargir le cadre; c'est précisément là le progrès. En séismologie, la conception de Tépicentre a joué jusqu'à ces derniers temps un rôle prépondérant, et il va falloir l'abandonner. On nomme ainsi le point de la surface terrestre d'où semble émaner le mouvement séismique pour se propager dans toutes les directions. Il a suffi aux observations directes des tremblements de terre, et tant que les observations instrumentales n'eurent pas atteint le haut degré de précision que nous leur voyons aujourd'hui, la notion géométrique de ce point a rendu les plus grands services. Mais avec le progrès de l'expérimentation se sont présentées, entre les faits et la théorie, de nombreuses contradictions inconciliables. Si ces difficultés ne se résolvent pas encore complètement, du moins elles s'éclairent et s'expliquent par ce fait nouveau d'observation que les tremblements de terre, loin de pouvoir, sauf en des cas très particuliers, être considérés comme émanant d'un point, sont des mouvements d'ensemble, ou en bloc, de portions souvent considérables de l'écorce terrestre et qu'ils prennent naissance à des profondeurs de beaucoup inférieures à celles auxquelles on était géométriquement conduit par les conséquences de la notion d'épicentre. Le phénomène séismique n'est plus une sorte d'explosion s'irradiant d'un point, mais bien au contraire un déplacement, un dérangement, d'origine tectonique, de tout un voussoir plus ou moins étendu. Seuls les tremblements de terre volcaniques et d'écroulement, d'ailleurs relativement rares et généralement faibles, surtout ces derniers, ont un épicentre, et cette première, mais grossière approximation, valable pour eux seuls désormais, doit être complètement délaissée. Sans doute, les difficultés d'application
seront grandes et la complexité réelle des phénomènes, telle qu*elle résulte d'un état de choses bien avéré, ne sera pas pour faciliter la tâche des séismologues physiciens dans leurs travaux futurs. De bon gré ou non, il faut cependant qu'ils s'y résignent et renoncent à la voie décevante de l'analyse mathématique, appliquée aune hypothèse décidément insuffisante et trop éloignée de la réalité pour conduire à la vérité. Quant à baser de nouvelles théories physiques sur le fait d'observation de la grande étendue de la masse mise en mouvement d'un seul coup, à l'origine même d'un tremblement de terre, il semble bien que le problème soit insoluble dans l'état actuel de nos connaissances. Pour justifier cette manière de voir, il suffit de rappeler l'extrême complication à laquelle conduit l'hypothèse simple de l'épicentre : on obtient déjà des équations analogues à celles de la mécanique céleste. Que sera-ce avec l'épicentre remplacé par des plans de failles tout autour du voussoir mis en mouvement ? Cette condamnation d'une méthode, d'ailleurs à juste titre admirée à certains égards, ne sera peut-être pas acceptée facilement tout d'abord. Mais il faut bien dire qu'elle ne s'étend pas aux observations séismographiques, dont il serait puéril de nier, au nom de la géologie, les immenses services et l'intérêt. Il est bien permis cependant de répéter, même à satiété, que les phénomènes de propagation n'apprendront jamais rien sur la genèse même des tremblements de terre, sauf d'une manière très indirecte et, au moins jusqu'à présent, peu sûre. Ce point de vue sera fidèlement poursuivi dans toute la Science séismologique ; ce n'en sera point pour cela un ouvrage à thèse. On y restreindra seulement le domaine des physiciens à la propagation du mouvement séismique, à sa nature essentielle et à ses effets hors de l'origine; leur rôle reste néanmoins assez grand encore pour que, cessant de laisser les géologues à l'arrière-plan de la séismologie, ils veuillent bien marcher avec ceux-ci en un accord parfait, nécessité de premier ordre à laquelle il leur faut se résoudre pour que leurs travaux ne soient pas frappés de stérilité au regard de la genèse des tremblements do terre.
Quoi qu'il en soit, la phase nouvelle qui s'ouvre pour la séismologie est caractérisée par la disparition de la notion trop idéale de l'épicentre qu'ont simultanément amenée, d'une part, les circonstances géologiques mieux étudiées et, d'autre part, un désaccord croissant entre la théorie et les faits d'observation, à mesure que les appareils se sont perfectionnés. Mais ce n'est pas à dire que l'ancien point de vue ne continuera pas à guider désormais de nouvelles
recherches ; le progrès ne s'impose jamais tout d'un coup, etlong^ temps encore, sans doute, on continuera à édifier de pénibles calculs pour déterminer la position de ce point inexistant, tant il est difficile à une science d'abandonner les méthodes qui l'ont fait progresser; et c'est bien le cas de celle de Tépicentre, dont on ne saurait méconnaître les services. La Science séismologique arrive donc bien au début d'une ère nouvelle, ce qui justifie la prétention qu'on y a d'exposer l'état actuel de nos connaissances sur les tremblements de terre. Mais le vocable d'épicentre n'y jouera plus que le rôle d'une expression commode pour simplifier le langage.
Le merveilleux essor qu'aux mains des physiciens la séismologie a pris en ces dernières années dérive principalement de ce que les appareils, uniquement destinés au début à signaler les tremblements de terre à l'attention des observateurs et à en mesurer les éléments, sont, à la suite de nombreux et ingénieux perfectionnements, devenus assez sensibles pour enregistrer les vibrations terrestres que les sens de l'homme sont incapables de percevoir. L'intensité d'un tremblement de terre décroît rapidement à partir de son origine, et les appareils peuvent seuls le déceler au loin. Le mouvement séismique dépasse largement les bornes de l'aire à l'intérieur de laquelle il peut affecter nos sens et, s'il est assez fort, il s'étend à toute la masse terrestre et peut actionner les séismographes du monde entier. Cette découverte capitale a singulièrement élargi le champ des études des physiciens qui, en raison du grand nombre des tremblements de terre journellement produits à la surface du globe, en ont toujours à étudier, puisqu'il s'en enregistre constamment à leurs séismographes, en quelque lieu du globe que se trouvent les observatoires. Ils n'ont donc plus à attendre, pour avoir la matière première de leurs travaux, que le sol de leur résidence veuille bien se mettre en mouvement, et leurs recherches ne sont plus intermittentes comme celles de leurs devanciers. Ils peuvent ainsi consacrer tout leur temps à ces infimes vibrations, venues de loin, et que l'on nomme microséismes y par opposition avec les tremblements de terre ordinaires, appelés macroséismes et sensibles à rhomme, mais infiniment moins fréquents en un point donné de la surface du globe. On verra que les microséismes ne sont pas toujours d'origine géologique ou tectonique. En un mot, certains d'entre eux ne sont pas de véritables tremblements de terre. Dès lors, il n'est pas surprenant que beaucoup de séismologues aient, pour ainsi dire» perdu de vue le phénomène dont ils devaient s'occuper exclusivement et qu'ils soient souvent passés à côté du problème le plus
important, à savoir la recherche des causes des ébranlements du sol, pour s'en tenir surtout à l'étude du mouvement séismique en luimême. Aussi a-t-il fallu que de grands géologues, comme Suess, se soient obstinés à retenir les tremblements de terre dans le cadre de leurs propres travaux pour que, finalement, leur ait été réservé, plus qu'aux physiciens, le privilège de fournir sur leurs causes des informations que les séismographes sont incapables de donner. On ne s'étonnera donc pas que dans cet ouvrage on soit toujours remonté aux considérations d'ordre géologique, toutes les fois que cela s'est montré possible, parfois même au détriment des observations purement physiques, moins importantes à nos yeux, pour la découverte des causes des tremblements de terre.
De ce que les microséismes ne sont pas tous d'origine géologique, h l'inverse des macroséismes qui en reconnaissent toujours une de ce genre, il s'ensuit que les uns et les autres donnent une base assez rationnelle à la division d'un exposé didactique de la séismologie. On commencera tout naturellement par l'étude des macroséismes et, à leur sujet, on développera dans une première partie toutes les connaissances que fournit l'observation directe, en empruntant le moins possible aux données instrumentales. Les notions ainsi obtenues correspondent à l'ancienne séismologie et leur champ, jforcément assez limité, s'étend singulièrement par l'emploi des appareils séismographiques, de sorte que la seconde partie, plus spécialement consacrée aux microséismes, s'occupera aussi de tout ce qui touche aux méthodes modernes de mesure et à la nature intime du mouvement séismique.
Contrairement à l'usage des savants étrangers, nous excluons intentionnellement de la séismologie les lents mouvements de l'écorce terrestre, ou bradyséismes, comme on les appelle, parce qu'en dépit de l'intérêt qu'ils présentent, ce ne sont certainement pas des tremblements de terre ; nous ne retenons que les tachyséismes, dont le caractère essentiel est d'être des mouvements très rapides mettant en jeu les propriétés élastiques, d'ailleurs assez imparfaites, de la matière dans les couches terrestres les plus superficielles. Les premiers sont surtout des variations de la direction de la pesanteur et ressortissent plutôt à la géodésie ; ils n'ont de commun avec les phénomènes étudiés en séismologie que d'être décelés aussi par les séismographes. Au contraire, les microséismes d'origine extratellurique, météorologique en particulier, ne peuvent être mis de côté, car s'ils ne sont pas non plus de véritables tremblements de terre, du moins ce sont des mouvements tout semblables de l'écorce terrestre,
ce qui n'est pas, il s'en faut de beaucoup, le cas des variations de la verticale, et qu'en outre il est généralement fort malaisé de faire le départ des uns et des autres. Ils se mélangent d'ailleurs très intimement avec les microséismes d'origine géologique, ou tellurique pure, c'est-à-dire avec les plus faibles des macroséismes, et peuvent aussi résulter de phénomènes artificiels uniquement dus à l'activité de l'homme sur la terre.
La science n'a pas qu'à s'enfermer dans la tour d'ivoire de ses observations et de ses spéculations. Toutes les fois qu'elle le peut, et c'est bien le cas ici, elle doit songer au bien-être de l'humanité et au soulagement de ses souffrances. Or, quelle autre science le pourrait mieux que la séismologie, capable qu*elle est de diminuer les redoutables conséquences des grands séismes en fixant les règles précises d'un « Art de bâtir dans les pays à tremblements de terre »? Elle n'a pas failli à cet impérieux devoir, et ce point de vue pratique et humanitaire au premier chef est tellement important pour les populations des pays instables et, en particulier, pour certaines de nos colonies, qu'il a paru tout indiqué d'en faire le sujet d'une troisième partie, consacrée aux effets des tremblements de terre destructeurs, oximégaséismes. Ce terme est généralement réservé aux ébranlements appelés aussi mondiaux, c'est-à-dire capables d'actionner les séismographes d'au moins un hémisphère, ou ceux du monde entier. Cette extension nouvelle du mot n'en change guère le sens, en réalité, puisque ces derniers sont le plus souvent destructeurs dans leur aire épicentrale. On ne donnera pas de détails trop techniques dans cette troisième partie, qui sera une sorte de synthèse des relations des grands désastres et fournira de nombreuses observations d'un réel intérêt scientifique sur les particularités du mouvement séismique.
Ainsi, les trois divisions de l'ouvrage s'éclairent et se complètent mutuellement les unes les autres :
Première partie. — Les macroséismes ou les tremblements de terre «ensibles.
Deuxième partie. — Les microséismes ou les tremblements de terre instrumentaux.
Troisième partie. — Les mégaséismes ou les tremblements de terre destt^cleurs.
En résumé, et dans leurs grandes lignes, ces trois divisions correspondent à ce qu'on peut appeler la séismologie courante, savante et appliquée. La première est à la portée de tout le monde, et un grand nombre d'observateurs peuvent apporter leur modeste, mais
indispensable tribut de faits h Tœuvre commune. La seconde nécessite de coûteux instruments et des installations compliquées, mais pénètre davantage au fond des choses, scrutant le phénomène séis-^ mique jusque dans son tréfonds. Enfin la troisième étudie les effets matériels des tremblements de terre sur le sol et les édifices, et cherche les moyens d'y remédier par l'emploi de modes de construction judicieux.
Un exposé rapide de l'histoire de la séismologie s'imposait, non par le seul motif de justifier le titre de la Science séismologigue, mais aussi parce que les diverses phases de l'évolution d'une science restent toujours hautement instructives. D'ailleurs, c'est bien lentement que s effacent les vestiges des théories passées, lorsqu'elles ont été remplacées par d'autres représentant mieux les observations plus récentes ; elles sont, enfin, bien rarement dénuées de toute part de vérité, ce qui doit les sauver de l'oubli.
Il y a bien peu de choses à dire de la méthode suivie. La meilleure part a été donnée aux observations, à leur discussion, à leur rapprochement, et l'on n'a jamais perdu de vue que si les théories passent f les observations restent; c'est là un guide trop fidèle. A se tenir à ce principe, cet ouvrage ne vieillira peut-être pas aussi vite, La séismologie est une sciei^ce naturelle et a été traitée comme telle. N'ayant pas à viser les séismologues de profession, auxquels on n'apprendrait rien, on s'est abstenu de détails techniques, relatifs par exemple à la description des instruments. Enfin, on a eu fort peu recours à l'appareil des formules mathématiques qui ne font, le plus souvent, que modifier les prémisses déduites des observations, de même qu'un phonographe rend légèrement altérés les sons de l'air chanté devant son pavillon.
Ddns chaque chapitre, et presque pour chaque problème particulier, on a suivi la méthode historique, dont l'avantage indéniable est de conduire par étapes successives à l'état actuel d'une question arrivée à un certain stade d'approximation. Ainsi l'on se rendra bien compte combien sont peu nombreuses les solutions définitivement acquises.
. Malgré ces bornes peut-être étroites, mais à coup sûr prudentes, le champ de la science séismologique reste assez vaste encore pour qu'on se soit gardé de sacrifier les observations, en étalant des théories trop souvent éphémères et aussitôt oubliées qu'énoncées.
Il nous reste, pour terminer, à remercier vivement M. August Sieberg, assistant de la station impériale séismologique de Strasbourg, et qui, ayant abandonné la météorologie, s'est bien vite fait connaître
par son ouvrage : Lehrbuch der Erdbebenkunde , « la science des tremblements de terre » ; notre correspondant a bien voulu confirmer d'amicales et déjà anciennes relations en corrigeant le manuscrit de cet ouvrage, tâche ingrate dans l'accomplissement de laquelle sa profonde connaissance des phénomènes séismiques et de la technique de leurs observations lui donnait le droit d'être un sévère censeur, pour le plus grand avantage de Fauteur et des lecteurs de la Science séismologique.
Enfin, M. Emmanuel de Margerie a bien voulu revoir les épreuves et faire ainsi bénéficier l'ouvrage de son inépuisable érudition géologique.
Quant à nos anciens correspondants et amis du monde séismologique, leurs travaux nous ont été aussi utiles et instructifs pour cet. ouvrage que pour son devancier.
Nous nous tiendrons comme parfaitement récompensé de notre labeur, si la Science séismologique contribue à donner au public français le goût que devrait inspirer chez nous cette belle science, si développée hors de nos frontières, et si, comblant pour un temps une lacune regrettable dans la littérature scientifique de notre pays, nous réussissons à affranchir nos compatriotes de l'obligation de devoir uniquement à des travaux étrangers la connaissance des admirables résultats récemment obtenus dans l'étude des tremblements de terre.
Sommaire. — L'antiquité classique. — Le moyen âge et la Reneùssance. — Théories électriques, chimiques ou explosives. — Tremblements de terre et volcans. — Classification de Naumann. — Théories volcaniques et voisinage de la mer. — Séismologie tectonique ou géologique. — Classification de Hœmes. — Mouvement d'ensemble des compartiments de la marqueterie terrestre; négation de Tépicentre.
Séismologie d'observation directe. — Catalogues séismiques. — Théories astronomiques. — Monographies des grands tremblements de terre. — Séismologie instrumentale. — Organisations séismologiques régionales. — Association séismologique internationale. — Réseau mondial des stations séismologiques de TAssociation britannique. — Gonclu.4ions.
Peu de phénomènes naturels ont tenu autant de place dans les préoccupations de l'humanité que les tremblements de terre, et il n'est pour ainsi dire pas de philosophes, au sens ancien du mot, qui ne leur aient consacré quelque partie de leurs recherches. Cela se conçoit facilement, non seulement parce que les désastres séismiques sont des événements qui laissent des souvenirs visibles et souvent impérissables dans les villes et sur les monuments ravagés, mais encore parce que les secousses presque journalières des pays instables sont à bon droit considérées comme les avant-coureurs des catastrophes et, comme tels, frappent à un haut degré l'imagination de l'homme, qui voit s'évanouir sa croyance innée en la fixité du sol terrestre. On pourrait presque dire que l'histoire de la séismologie se confond avec celle de la science des phénomènes dont la terre est le théâtre, car le plus grand nombre des progrès de celle-ci a été prétexte à quelque théorie des tremblements de terre. Le sujet serait donc à peu près inépuisable, si Ton voulait relater toutes les idées émises à propos des ébranlements du sol et les exhumer de la poussière des bibliothèques. Tel n'est pas le but ici poursuivi; on veut seulement chercher à exposer l'évolution de cette science, devenue autonome à la fin du XIX* siècle, après avoir établi ses méthodes particulières et s'être armée de ses appareils propres. D'ailleurs, les divers chapitres de l'ouvrage donneront un aperçu des étapes successives par lesquelles ont passé les diverses questions étudiées dans chacun d'eux, de sorte qu'on se bornera ici èi des vues d'ensemble sur l'évolution progressive des idées.
En dehors des auteurs qui ont, comme Hœrnes, fait commencer leurs traités par un court résumé des théories successivement édi-
14 LA SCIENCE SÉISMOLOGIQU E
fiées sur les tremblements de terre, les historiens de la séismologie se comptent. Otto* s'est exclusivement occupé des opinions des anciens, et si Lersch * a étendu ses recherches jusqu'à Tannée 1879, il n'a fait qu'effleurer l'époque moderne. Enfin Gunther ' a eu surtout en vue le côté bibliographique de la question, sans se préoccuper beaucoup de l'évolution de la science des tremblements de terre.
Comme beaucoup d'autres branches de nos connaissances, la séismologie a traversé une période anthroppmorphique pendant laquelle la nature ondulatoire du mouvement du sol a fait attribuer les tremblements de terre à des géants fabuleux, ou à des animaux fantastiques se remuant et s'agitant sous des influences diverses dans les cavités souterraines supposées de l'écorce terrestre. De nombreuses croyances mythologiques de ce genre se sont perpétuées jusqu'à nos jours chez les peuples barbares ou peu cultivés. Très récemment encore, on les retrouvait chez les Japonais, qui se sont pourtant placés sans conteste, aujourd'hui, à la tête des peuples auxquels la séismologie doit ses plus grands progrès et ses plus brillantes découvertes. Les efl'ets émotifs des grands tremblements de terre sur les populations atteintes ont été décrits par Milne *, qui a rappelé et décrit les principaux mythes religieux auxquels ces phénomènes ont donné naissance chez les peuples peu cultivés les plus divers. Mais il n'entre pas dans le cadre de cet ouvrage de relater des superstitions manquant de tout caractère scientifique.
Les anciens philosophes classiques, grecs ou romains, s'étaient fait sur les tremblements de terre des opinions en rapport avec les connaissances qu'ils possédaient sur les phénomènes naturels de la vie du globe et qui ont eu cette fortune singulière de régner non seulement pendant tout le moyen âge, mais encore de persister sans grandes modifications jusqu'au cours du xix* siècle, subissant seulement les adaptations amenées par les progrès de la géologie et surtout de la physique générale. Ainsi l'influence d'Aristote a peut-être plus duré en séismologie que dans toute autre branche du savoir humain. Une étude détaillée des idées que professaient les philosophes de l'antiquité classique sur les tremblements de terre serait ici hors de saison, et il semble très suffisant de résumer
< Ansctiauungen der Gricchen und der Rômer ûber Erdbeben und Vulkanisaïus (Programm der deulschen k.k. Staats-Realschule in BudweitSf 1903).
> Ueber die Ursachen der Erdbeben, ein historischer Rûckblick {Gàa, Rôln u. Leipzig, 1879j.
3 Handbuch der Geophysik (Stuttgart, 1897). II, Kap. IV : Die Ei-dbeben.
* Earthquake effects, einotional and moral {Trans. seism. soc. of Japan, Yokohama 1887, XI, p. 91).
HISTOIRE DE LA SÉlSMOLOGIE 15
ce que nous a conservé Sénèque ' (2-63) des théories de ses devanciers : on aura ainsi une vue d'ensemble très suffisante sur les diverses manières dont les anciens s'expliquaient les ébranlements séismiques du sol par des hypothèses, plutôt qu'en se basant sur de véritables observations.
Sénèque dit avoir composé dans sa jeunesse un premier livre sur les tremblements de terre ; pas plus qu'aucun autre philosophe de l'antiquité, il ne leur a reconnu de pays d'élection ; il a seulement, comme Strabon, admis leur préférence pour les régions riveraines de la mer ; tous les pays sont à leur tour menacés : « U ensemble (de la terre) demeure, les parties croulent successivement, » Sénèque avait, au contraire, bien vu l'irrégularité des mouvements séismiques dans le temps, et il se proposait de rechercher pourquoi ces écroulements sont quelquefois longs, quelquefois brusques et rapprochés.
Dès le début même de son livre VI, Sénèque se refuse à décider entre les partisans de l'eau, du feu, de la terre ou de l'air, c'est-àdire de l'un des quatre éléments, ou de leurs combinaisons, comme causes des tremblements de terre. On va résumer les considérations développées par le philosophe romain sous ces quatre rubriques, autant, du moins, qu'on puisse les séparer.
L'eau. — Thaïes de Milet (640-348) estime que le globe terrestre flotte, comme un navire sur une masse d'eau, et il n'en veut pour preuve que les sources nouvelles que font sourdre les tremblements de terre. Mais Sénèque objecte avec beaucoup de bon sens que la terre devrait alors trembler partout à la fois si les ébranlements séismiques du sol étaient assimilables aux effets de la mobilité d'un corps flottant. Pour d'autres, les profondeurs de la Terre sont parcourues par des fleuves qui, parfois, débordent et ébranlent les supports de l'écorce, ou bien ils supposent, comme Lucrèce, qu'une mer inférieure y a ses tempêtes et ses courants. Beaucoup enfin ne mettent pas en doute la production de tremblements de terre par l'écroulement de ces supports lentement dissous et minés par les eaux souterraines, et cette explication tient encore une large place dans les théories les plus modernes.
Le feu. — Les philosophes ne sont pas d'accord sur son mode d'action, mais les cavités internes jouent toujours le principal rôle ; les uns attribuent les tremblements de terre aux orages déchaînés à la rencontre de masses d'air chaud et condensé, tandis que pour d'autres la Terre, vieux bâtiment que l'incendie mine jusque dans ses fondation s, s'écroule par morceaux.
> QtfflM/. na/., Lib. VI.
L'air. — Cet élément adonné lieu aux plus étonnantes variations des philosophes, qui ont dépensé à propos de son action souterraine tous les trésors de leur imagination. L'air cherche toujours à monter et il lui faut une issue ; pour se l'ouvrir, il ébranle violemment la terre, puis ses voies s'élargissent graduellement, de sorte que les secousses qui suivent les grands tremblements de terre diminuent d'énergie avec le temps. Ces théories d'Aristote* (384-322) ont fait loi pendant tout le moyen âge et môme dépassé la Renaissance. Le grand penseur attribue l'origine des tremblements de terre à la constante évaporation de l'humidité naturelle du sol par le haut sous l'action du soleil, par le bas sous celle des feux souterrains ; il en résulte un puissant souffle de vent qui se répand dans les veines de la Terre et se divise vers le haut et vers le bas. Qu'il y ait un obstacle à ce double mouvement, et la Terre tremblera. Sénèque se range à la théorie de l'air, et il en trouve la démonstration expérimentale dans le peu d'étendue des pays ébranlés par certains tremblements de terre, preuve, dit-il, que le mouvement ne se propage qu'à proportion des dimensions des cavités souterraines ; il éprouve cependant quelques doutes au sujet de l'Egypte, qu'un épais limon couvre comme un ciment protecteur en fermant tout passage à la circulation de l'air, ce qui devrait la prémunir des secousses séismiques ; or il y tremble cependant, croit-il, assertion qui, si elle était exacte de son temps, ne l'est certainement plus aujourd'hui.
Très éclectique en séismologie, Lucrèce* (9S-51) a établi une classification systématique des tremblements de terre, qu'il divise en quatre genres différents, suivant les causes qu'il leur suppose :
1 . Tremblements de terre d'éboulement ou d'écroulement, caractérisés par des coups brusques et produits par l'érosion souterraine ;
2. Tremblements de terre de fluctuation : ils sont oscillatoires et consistent en glissements des masses terrestres, par lesquels les eaux internes mises en branle frappent les piliers de soutien de l'écorce, et la terre prend le même mouvement qu'un navire sous l'effort des eaux de la mer ; .
3. Tremblements d'ondulation : les tempêtes de l'air souterrain élèvent et abaissent la surface terrestre ;
4. Tremblements d'expansion, les plus redoutables : d'impétueux tourbillons de vent, introduits de l'extérieur, ou nés au sein de la terre, s'engouffrent dans les cavités internes et, les envahissant
» Meteorologia. II, 7.
• De rerumnalura, Lib. Vï.
successivement, les ébranlent, brisent les obstacles et s'échappent en s*ouvrant d'immenses abîmes.
Strabon (60 av. J.-C.) est, sans doute, de tous les auteurs de Fantiquité, celui qui a le mieux connu la répartition des tremblements à la surface du monde alors civilisé et, dans sa fameuse Géographie^ il cite au fur et à mesure de leur description, les pays qui ont à en souffrir. 11 s'est beaucoup servi de deux documents malheureusement perdus, un catalogue séismique général de Posidonius (135-49), et un autre spécial à la Grèce dû à Démétrius deCallathia. Strabon ne fait pour ainsi dire pas de théorie, et il se contente de relater les faits d'observation, excellente méthode bien peu suivie par les anciens.
En séismologie, comme dans beaucoup d'autres sciences, on rencontre çà et là, dans les écrits des classiques de l'antiquité, des intuitions de génie qui, restées stériles pendant de longs siècles, renferment cependant les germes des conceptions les plus modernes uniquement basées sur l'observation. C'est le cas des récentes théories tectoniques des tremblements de terre, auxquelles seuls les derniers progrès de la géographie et de la géologie ont permis tout dernièrement de prendre corps sous une forme précise et hors de doute. Si l'on en croit, en effet, Plutarque* (50-139), Démocrile de Chios (v® siècle av. J.-C.) pensait que des portions de la terre peuvent s'abaisser sous l'action de la pesanteur, tandis que d'autres, doivent, au contraire, s'élever pour rétablir l'équilibre. Le lien entre les tremblements de terre et le relief terrestre est donc nettement indiqué, ce que reconnaissait très bien aussi Strabon^ en ce qui concerne les îles et le fond des mers.
Quant à Pline le naturaliste' (23-79), la glorieuse victime de l'éruption du Vésuve de Tan 79, il reproduit surtout les idées d'Aristote. Admettant des influences climatériques et des signes avantcoureurs des tremblements de terre, ce qu'il a laissé de plus intéressant pour nous concerne des changements topographiques et des formations d'îles et de terres à la suite de séisraes. 11 croyait les tremblements de terre, comme les orages, plus fréquents au printemps et à l'automne, et il en tire cette conclusion inattendue qu'à cause de cela, il ne tremble ni en Gaule ni en Egypte, parce que dans l'une il y règne constamment l'hiver et l'été dans l'autre. En résumé, l'antiquité n'a pas eu de vues précises et ration-
< Deplac, phil., 111, 15.
> Geogr., Lib. I, Cap. III, Proleg.
3 Uistoriarium mundi, Lib. Il, Cap. LXXXàXCVI.
Db MoMTBftsus. — Ia ScioDco sêismologiquc» 2
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nelles sur les tremblements de terre, qui ont cependant beaucoup préoccupé ses philosophes et laissé d'intéressants souvenirs épigraphiques. On les a même figurés sur des monuments, si Ion en croit l'interprétation que donne De Rossi * d'un bas-relief trouvé à Pompeï et qu'il pense devoir rappeler le souvenir du grand tremblement de terre de l'an 63 dans l'Italie centrale, manière de voir d'ailleurs combattue par plusieurs archéologues modernes, comme le fait observer Gerland* .
Le moyen âge a été complètement stérile pour la séismologie, et les sco-
1 Centenario del seppelliménto di Pompéi per Teniziône Vesuviana del 19. Intomo al terremoto che devastô Pompéi nell' anno 79 ed a nn bassoriliêvo volivo pompeiano clie lo rappresenta > Bull, vulcan. ital.y 1879 17, p. 109).
> Seismographische Kleinigkeit ( Beitrage zur Geophysik, 1898, [111, p.
lastiques et autres érudits et savants de cette longue période n'ont guère fait que paraphraser Aristote, dont le règne incontesté a même dépassé la Renaissance, puisqu'en 1646 encore, Froidmont' approuvait sans réserve toutes les théories séismologiques du fameux Stagirite. On voit ainsi Ristoro d'Arezzo^ écriie, à la fin du xiu^ siècle : « E già avemo veduto e sentito uscire il vcnto délia terra. » Çà et là cependant, d'un fatras de conceptions fantaisistes, où le moindre souci des auteurs est l'observation, émergent parfois des idées plus précises et plus rationnelles sur les tremblements de terre; mais, très en avance sur leur temps et vite oubliées, elles n'ont eu aucune influence sur la marche générale de la séismologie. On aura, dans le cours de cet ouvrage, l'occasion de mentionner quelques-uns de ces éclairs fugitifs, et c'est tout ce qu'il faut sauver de l'oubli de ce qu'a produit une longue série de siècles pendant lesquels la prédiction des tremblements de terre et les théories astrologiques ont tenu, depuis l'antiquité, une large place : Favaro ' en a fait la curieuse histoire. 11 y reproduit un étrange document astrologique, extrait d'un manuscrit grec du xi* siècle de la Bibliothèque Laurentine et donnant la liste des aspects et des positions des planètes favorables ou non à la production des tremblements de terre. 11 relate aussi les cas plus ou moins authentiques de prédictions soidisant réalisées, et s'occupe ailleurs de rechercher le véritable auteur de celle du tremblement de terre de Naples du 20 novembre i 343 * par un évêque curiosus asirorum^ comme le rapporte Pétrarque.
Parmi les nombreux phénomènes jadis considérés comme les avant-coureurs des tremblements de terre, seuls les troubles apportés au régime des sources reposent sur l'observation, quoique d'une manière tout à fait précaire, et ont une base apparemment scientifique, mais sans qu'un certain succès, même relatif, en puisse justi^ fier la vogue générale, qui persiste à notre époque encore.
Après la Renaissance, et jusqu'au milieu du xix* siècle, s'ouvre en séismologie une ère toute nouvelle, pendant laquelle l'observation tend de plus en plus à s'imposer, tandis que chacun des progrès des sciences physiques, chimiques et géologiques, devient à son tour le
« Meteorologicorùm Libri VI, p. 283 (Louvain, 1646).
' La compottzione del mondo di Ristoro d'Arezzo. Testo italiano del 1282 publicato da E. Narducci (Roma, 1859).
> Intorno ai mezzi usati degli antichi per attenuare le desastrosc conseguênze dei terremoU {AUi real, ht, Veneto sc^ lett, arti, Ser. VI. Venezia, 187i;; — Nuovi studi intorno... ild.^ II, 1875).
^ Intorno al probabile autore d'una predizione di terremôto riferita da Petrarca {Atli real, ht, Veneto se. lett. arlî, 1876)
point de départ d'une théorie des tremblements de terre, ou tout au moins d'un rapprochement dont on cherche à tirer une loi de dépendance entre les ébranlements séismiques du sol et d autres phénomènes naturels. C'est l'ère des hypothèses hasardées, le plus souvent d'ordre cosmogonique ou météorologique, où, timide encore et souvent imprudente, l'observation fait valoir ses droits, dans une certaine mesure, sous la forme de coïncidences plus ou moins approchées et peu nombreuses. Ces diverses théories se sont perpétuées jusqu'à nos jours, et l'on se contentait de les adapter aux découvertes successives des autres sciences au moyen de retouches appropriées. On ne saurait les passer sous silence, mais il suffira de mentionner les étapes les plus marquantes de cette voie trop souvent illusoire. D'ailleurs, on trouvera dans tout le cours de l'ouvrage des détails sur les plus importantes et leur évolution historique.
Les théories électriques ont pris naissance au milieu duxvm® siècle; elles ont abouti à notre époque à des catalogues, où, sans oser le plus souvent bâtir des hypothèses séismiques, on met en parallèle les phénomènes électriques et magnétiques avec les tremblements de terre, lorsque les uns et les autres se sont produits à peu près en même temps et au même lieu, tout en étant très large sur les limites entre lesquelles on admet la coïncidence à ces deux points de vue. Stuckeley* a été le véritable promoteur des théories qui font jouer un rôle à l'électricité tellurique dans la production des tremblements déterre, mais il a été bien dépassé par ceux qui, poussant l'hypothèse jusqu'à ses dernières conséquences, ont proposé d'extraire du sol son fluide électrique et de lui donner une issue plus facile pour détruire la cause même des séismcs et annihiler ainsi leurs effets redoutables, soit en donnant aux constructions une forme pyramidale*, soit en enfonçant dans le sol ou dans des puits creusés ad hoc des tiges métalliques supposées devoir jouer le rôle de paratremblements de terre^ . Dès 1827, Kries* prenait la peine de démontrer l'invraisemblance de l'accumulation de l'électricité terrestre. Ces relations sans bases véritablement scientifiques n'ont pas dit leur dernier mot, et on les voyait parfois surnager dans les recueils les plus estimés % il y a peu
* The philosophy of earthquakes natural and religious or inquiry into their cause and their purpose (London, 1750).
* Wiedcburg. Ueber die Rrdbeben und die allgemeinen iVe6eZ{Iena 1784). ' Bertholon de Saint-Lazare, De Vélectricité des Météores (Lyon, 1787).
* Vonden Ursachen der Erdbeben (Leipzig, 1827).
s Zenger. Note sur les perturbations atmosphériques, magnétiques et séismiques du mois de février 1892 (C. R. Ac. Se, 1892, CXIV, p. 566). — Les catastrophes produites par les orages et les tremblements de terre en Autriche pendant le mois de juin 1895 (/(/., 1895, CXXI, p. 336).
d'années encore. Les taches solaires, les bolides, les essaims d*étoiles filantes, les perturbations magnétiques et les cyclones faisaient aux tremblements de terre un cortège de phénomènes naturels prétendus avant-coureurs.
Les théories chimiques ou explosives se sont développées parallèlement aux précédentes. Elles trouvaient une base réputée solide dans la fluidité du noyau central, que personne, pour ainsi dire, ne songeait à mettre en doute, et dans les phénomènes volcaniques, dont on séparait d'autant moins les tremblements de terre, que la distribution géographique des uns et des autres parait à peu près identique si Ton se contente de les comparer sur une mappemonde. G*est pour cela que le titre de Volcans et tremblements de terre est devenu tellement habituel et classique, que Tune de ces manifestations des forces naturelles appelle invinciblement l'autre, et réciproquement. La fameuse expérience du minuscule volcan artificiel de Lémery * a été bien longtemps un argument décisif en faveur d'une dépendance intime entre les actions chimiques, volcaniques et séismiques dans les profondeurs de Técorce terrestre; et Terreur d'étendre à la nature les conséquences d'un procédé de laboratoire a bien longtemps retardé les progrès de la science, et en particulier de la séismologie. Cependant, dès 1835, Boussingault ' , à la suite de ses explorations dans les Andes, avait proclamé, au moins dans cette partie du monde, l'indépendance des phénomènes volcaniques et séismiques, ce qui l'avait rendu un partisan convaincu des tremblements de terre d'écroulement. Par ce résultat, véritable découverte bientôt oubliée, il devançait de beaucoup son temps, puisqu'il a fallu attendre 70 ans pour qu'une minutieuse comparaison entre les pays à volcans et à tremblements de terre parvînt à démontrer enfin aux esprits les plus prévenus combien ces phénomènes ont peu de rapports entre eux, quoique procédant d'une cause première commune.
Quoi qu'il en soit, les observations de Boussingault restèrent lettre morte, et pendant tout le xix« siècle les théories volcaniques, ou explosives et chimiques, tinrent la plus grande place pour l'explication des tremblements de terre. On faisait valoir, avec force détails, les quelques rares éruptions importantes qui ont été accompagnées de séismes et l'on ne tenait aucun compte de celles, beaucoup plus
< Explication physique et chimique des feux souterrains, des tremblements de terre, des ouragans, des éclairs et du tonnerre (Mém, Ac. Se. savants itr., 1700, p. 101).
* Sin* les tremblements de terre dans les Andes [Ann. de Chimie et de Phys., 1835, LVIII, p. 8iJ.
nombreuses et souvent plus violentes, qui se sont produites sans ébranlements notables du sol. Le mémorable exemple de Texplosion de la Montagne Pelée, en 1902, est loin d'être une exception, c'est plutôt la règle, et, cependant, ce fut une surprise générale dans les milieux cultivés que de voir une catastrophe volcanique semblable se produire sans tremblements de terre. Malgré tout, le fait était loin d'être méconnu, puisque, par une inconséquence remarquable, il avait donné lieu à cette croyance générale que les volcans, servant de soupapes de sûreté, protègent contre les tremblements de terre les régions voisines qu'ils désolent par d'autres phénomènes.
Sans reconnaître explicitement l'indépendance des volcans et des tremblements déterre, C. F. Naumann *, avait, en 1850, distingué les séismes en volcaniques et en plutoniques. De Humboldt, qui par son fameux Cosmos ^, a exercé une influence si considérable sur l'évolution scientifique du xix® siècle en ce qui concerne la géophysique, ne s'est jamais rallié à cette manière de voir '. Pour lui, les tremblements de terre et les volcans procèdent d'une même cause, la réaction de l'intérieur de la terre contre son écorce extérieure, et les premiers sont tous plutoniques ; seulement, les processus chimiques dominent près des évents éruptifs, tandis que loin d'eux ce sont, au contraire, les actions mécaniques, nous dirions maintenant tectoniques, de sorte que ces évents servent de soupapes de sûreté relativement aux tremblements de terre. Ce sont les vues qu'il avait déjà exposées en 1823 sur le volcanisme *, et dont il ne reste actuellement que l'unité de cause première, qui est devenue maintenant le rétrécissement du noyau terrestre par la lente déperdition de sa chaleur et les actions mécaniques qui en résultent, plissements et fractures ; autrement dit, volcans et tremblements de terre n'ont plus devant les observations modernes d'autre lien réciproque que leur localisation commune le long des lignes de moindre résistance de l'écorce, c'est-à-dire des géosynclinaux.
Cette évolution récente dans les idées a transformé l'ancienne identité supposée des phénomènes séismiques et volcaniques en une simple communauté d'origine, primordiale, mais lointaine, et elle a tout dernièrement pris une nouvelle forme, que l'on ne saurait passer
« Lehrbuch der Geognosie. I, p. 281 (Leipzig, 1850).
* Cosmos, Essai d'une description physique du Monde (Traduction de Faye et Galuski. Paris, 1846).
' Dûck. Die Stellung Alexander von Humboldts zur Lehre von der Erdbeben (Die- Erdbebenwarlef i903, lU, p. 59).
^ Ueber den Bau und die Wirkungsail der Vulkane in verschiedenen Erdstrichtn (Abh. d. Akad.f Berlin, 1823 . i
SOUS silence dans un exposé historique des théories relatives aux tremblements de terre. Mallet expliquait les fusions locales des couches de l'écorce terrestre, que mettent en évidence les manifestations éruptives, par réchauffement dû aux fortes pressions auxquelles ces couches sont soumises. On a, pour combattre cette manière de voir, fait observer qu'une fois la fusion réalisée, le processus d'écrasement s'arrêterait et l'on n'obtiendrait pas les températures considérables observées dans les produits volcaniques. Elihu Thomson ^ considère aussi la chaleur volcanique comme une transformation du travail mécanique de compression en chaleur, mais, pour parer à l'objection précédente, il fait cheminer les matières solides comprimées, puis fondues, par les étroites fissures des couches de l'écorce : il peut se faire, pense-t-il, que les tremblements de terre se produisent seulement au moment où les matières, sur le point de vaincre les obstacles opposés à leur marche, vont s'échapper par un évent. De toutes façons, Thomson retombe ainsi sur les grandes lignes de flexion de l'écorce terrestre qui doivent, par conséquent, monopoliser les phénomènes séismiques et volcaniques.
Au temps où Naumann établissait sa classification dichotomique des tremblements de terre, divisés en volcaniques et plutoniques, c'est à peine si certains savants admettaient bien timidement quelques tremblements de terre d'éboulement ; presque tous retenaient l'explication volcanique, môme pour ceux de pays comme l'Allemagne *, ce que longtempsaprès soutenaitencore, contre toute vraisemblance, DieiTenbach^ pour les nombreuses secousses de Gross-Gerau de 1868 à 1873. Peu à peu cependant, on reconnaissait l'impossibilité de faire appel à des causes volcaniques, dans des pays comme l'Allemagne et d'autres, également privés de cônes actifs ; et les tremblements de terre d'éboulement finirent par prendre une place considérable dans la littérature séismologique du xix^ siècle, à la suite, au moins en partie, des efforts de Volger * pour assigner cette cause à ceux de la Suisse. Ainsi qu'il se passe souvent, on est vite arrivé dans cette voie à une exagération que seule justifiait la vive opposition des vulcanistes. Ainsi
1 The nature and origin of volcanic heat {Science, New-York, August 1906, p. 161).
> Bœgner. Dos Erdbeben und seine Evacheinungen, Nebst einer chronologischen Uebersldit der Erderschûtterningen im Mittleren Deutschland vom 8. Jahrhundert bis auf die Neueste Zeit undihres Zusammenhanges mit vulkanischenErscheinungeninentferaten L&ndera (Frankfurt a. M., 1847).
) Plutonismus und Vulkanismuê in der Période von 1868-72 und ihre Beziehungen zu den Erdbeben in Rhelngebiet (Darmstadt, 1873).
^ Unlersuchnngen ûber dos Ph'Jnomen der Erdbeben in der Schweiz i^Gotha, 1857- 1858).
2i LA SCIENCE SÉISMOLOGIQUE
Pilar *, abandonnant Férosion intérieure comme cause des écroulements, supposait la surface de la terre divisée par des dislocations en compartiments nageant pour ainsi dire sur le magma interne fluide ; suivant que ces dislocations convergent vers le haut ou vers le bas, les perturbations d'équilibre les feraient s'éleverou descendre en même temps que se produisent les tremblements de terre. Les observations récentes ont réduit lesséismes d'écroulement ou d*éboulement à leur juste valeur : ils sont certainement rares et, en tout cas, locaux et sans importance. Les pays karstiques, en apparence si favorables à leur production, ne sont instables que s'ils remplissent en môme temps la condition essentielle d'être plissés ou très disloqués, de sorte que ces séismes doivent être maintenant regardés comme plutôt exceptionnels. La Géographie séismologique tout entière plaide dans ce sens, et il ne serait pas surprenant qu'un jour ces tremblements de terre dussent finir par être rayés de la nomenclature séismologique, tant leur réelle importance se trouve diminuée aujourd'hui.
Au fond, les partisans des séismes volcaniques et des séismes d'écroulement ou d'éboulement ne faisaient que prolonger sous une autre forme, et dans un autre domaine, la vieille querelle des Plutoniens et des Neptuniens, qui a tenu tant de place en géologie.
Par suite de son exagération même, la théorie volcanique des tremblements de terre a dû se fondre en quelque sorte avec la théorie explosive, et cette évolution est des plus intéressantes. Il s'agit de l'exposer.
Pendant une longue période, il n'était point permis de mettre en doute la nécessité du voisinage de la mer pour la manifestation du volcanisme. On faisait bien observer que c'était une illusion, puisque les volcans des Andes ne paraissent rapprochés du Pacifique que sur les cartes à petite échelle ou les mappemondes, leur distance aux bords de l'élément liquide atteignant souvent, en réalité, plusieurs centaines de kilomètres. Il importait peu, et l'infiltration des eaux de la mer jusqu'au contact du magma restait l'évidente cause des éruptions. De la même façon, la mappemonde séismiquede Mallet' avait imposé la même corrélation pour les tremblements de terre, et cette importante conséquence d'observations encore insuffisantes ne faisait que corroborer une ancienne croyance des Grecs : ne connais-
^ Grundzûge der Abyssodynamik, zugleich ein Beitrag zu der durch das Agramer Erdbeben vom 9. November 1880 neu angeregten Erdbebenfrage (Agram, 1881).
2 Fourth report upon the facts and theory of earthquake pbenomena [Brit, Aes. for Iheadv, of se, London Meeting, 1858).
sant guère du monde que le pourtour de la Méditerranée et ne voyant de régions instables que sur ses bords, ils avaient de Poséidon, dieu de la mer et des eaux, fait aussi celui des séismes. Plus tard, Kant' avait appuyé de l'exemple des côtes de TAmérique méridionale la nécessité du voisinage de la mer. Mais la connaissance que Ton a maintenant de régions instables situées très loin de la mer, comme au Yun-nan et dans le Tibet chinois (province de Ba-thang), montre la fausseté de cette corrélation, si longtemps admise pour ainsi dire sans discussion.
Cependant, la ruine de la croyance au rôle séismogénique direct des volcans laissait subsister intacte l'intervention de Teau et de ses vapeurs, ou des gaz internes dégagés du magma, comme cause des tremblements de terre. Cette théorie, que Ton pourrait appeler explosive, a été longtemps la base de l'école séismologique italienne, dont l'instigateur a été De Rossi. La tendance dominante s'y manifeste clairement par le seul titre de Meteorologia endogena, adopté par Goiran^ et lui' pour leurs travaux séismiques principaux; la citation suivante de ce dernier donne bien le caractère de cette conception dérivée des théories volcaniques devenues inacceptables, et qui se relie aussi aux théories tectoniques résultant des observations les plus récentes que l'on exposera plus loin : « Les complications et Tinextricabilité du réseau des fractures terrestres, tant verticalement qu'horizontalement, rendent non seulement possible, mais très étendue, l'existence de communications souterraines entre les vides des strates terrestres ; cela suppose que la force séismique réside dans les masses gazeuses et dans les vapeurs aqueuses qui doivent pouvoir se mouvoir, se comprimer et se dilater dans les cavités de fractures... Et qu'il soit ici permis d'observer que seulement dans la conception d'une immense production de vapeurs souterraines due aux nombreuses altérations et au métamorphisme des roches, on peut reconnaître un agent en même temps extrêmement local et extrêmement universel. » 11 serait d'ailleurs injuste d'oublier que si De Rossi et ses partisans assimilaient, comme les anciens, les secousses telluriques à des tempêtes, ou à des bourrasques des masses gazeuses internes, le fameux séismologue italien était en même temps fermement convaincu du rôle séismogénique des fractures du
» Geschiekle und Naiurbeschreibung der merkwûrdigsten Vnfalle des Erdbebens, welches am Ende des 1755 •*•» Jahres einen grossen Theil der Erde geschilttert hat,
* Meteorologia endogena. Stéria sismîca délia provlncia di Verâna (Verona, 1880).
' Meteorologia endogena (Milano, 1881-84).
sol*, mais il les faisait interveijir d'une tout autre manière que Técole moderne des causes tectoniques : c'étaient pour lui des sortes de conducteurs du mouvement séismique.
On a fait observer que les eaux d'infiltration, provenant ou non des mers, tendent à descendre par les fissures et les fractures des roches et qu'il en est de même de l'eau de carrière par capillarité, mais que dans l'un et Tautrc cas elles ne pourront atteindre un niveau bien bas, celui, peu profond relativement, où la température interne sera suffisante pour les vaporiser. Comment donc les faire arriver au contact de l'hypothétique noyau interne fluide, ou du magma, pour qu'elles y trouvent une température assez élevée capable de leur faire brusquement acquérir les propriétés explosives nécessaires ii la production des tremblements de terre? Stanislas Meunier* a pensé surmonter celte difficulté en donnant à l'eau un véhicule solide, des blocs ou des portions de l'écorce terrestre tombant dans les zones internes à haute température et y apportant brusquement leur eau de carrière. Ce. géologue trouve ainsi une solution qui emprunte ses éléments aux théories séismiques basées sur le volcanisme et sur l'effondrement. L'hypothèse de l'action de l'eau sur le Magma, ou celle des violents dégagements de gaz à son contact avec l'écorce solide, conservent encore de fermes soutiens, parmi lesquels il faut compter Gerland'; aucun d'eux ne veut voir que toutes les explications basées sur l'existence d'un milieu général interne se heurtent à l'existence de régions stables, en d'autres termes que la géographie séismologique, ou la répartition étroitement réglée des pays à tremblements de terre à la surface du globe, les rend ipso facto inacceptables, objection fondamentale qui s'étend aux volcans considères comme des bouches de communication entre l'extérieur et l'intérieur fluide de la terre.
Toutes ces théories purement hypothétiques, et dans lesquelles l'observation joue le moindre rôle, rencontrent les plus insurmontables difficultés et ont maintenant fait place à la théorie tectonique, basée sur les faits et confirmée expérimentalement pour toute la surface du globe par la géographie séismologique, mais qui ne pouvait s'ériger qu'à la suite des découvertes récentes de la géologie. Suess
^ Analisi dei tre ma^giori terremôti italiani avvenuti nel 1814 in ordine specialmente aile frattûre del suolo [Aiti. d. pontif. Ace. dei Nuovi Lincei, 1874, XXVIII. Roma).
* Théorie nouvelle des tremblements de terre et des volcans (Mém. soc. se. nat, de Saône-et- Loire, 1887, VI, p. 107. Chalon-sur-Saône).
3 Das sûdwestdeutsche Erdbeben vom 22 Januar 1896 [Zeitschr. d. Ges. f. Erdkunde^ 1896, XXXI). — Ueber den heutigen Stand der Erdbebenforschung [yerh. des XI!. deuiscken GeographentagSy lena, 1897-99).
en est le véritable promoteur. 11 Ta fondée en 1873 sur Tétude des tremblements de terre de TAutriche*, puis confirmée par celle de ceux de l'Italie méridionale*, des Alpes*, enfin de la Hongrie et de la Croatie*. De ces mémorables travaux de l'illustre géologue autrichien date un ère nouvelle de la séismologie, qui s'est ainsi ouvert une voie autonome et indépendante de la séismologie instrumentale. Son importance ne saurait être prisée trop haut, car, mieux que sa devancière et rivale, elle s'attaque aux causes mêmes des tremblements de terre; n'empruntant rien à l'hypothèse, les résultats qu'elle a déjà permis d'obtenir dépassent en généralité ceux que les appareils séismographiques ont fournis relativement à l'effet secondaire qu'est le mouvement séismique. Qu'il suffis.e de rappeler ici que la théorie tectonique ou géologique met directement les tremblements de terre en relation avec les forces internes qui ont donné son relief actuel h la surface terrestre et, le transformant graduellement sous nos yeux, érigent les chaînes de montagne et creusent les océans. En un mot, les secousses du sol d'un pays quelconque reflètent aussi bien rhistoire géologique de son passé que celle de son avenir. Combien n'est-il pas remarquable qu'une conception aussi élevée ne dérive que de l'observation des faits?
La séismologie tectonique ou géologique a suscité de nombreux travaux dans cette voie devenue si féconde, mais ce sont les savants autrichiens qui, surtout à ses débuts, l'ont aidée à prendre le développement considérable qu'elle a fini par atteindre en ces dernières années. Il suffit de citer les noms de Bittner*, de Canaval *, de Hœmes' , pour s'en tenir seulement à ceux qui ont dirigé leurs recherches sur les tremblements de terre de la chaîne des Alpes et de ses dépendances. En même temps, l'influence de Suess se faisait sentir et, un peu partout, chaque tremblement de terre important devenait le point de départ de considérations tectoniques, ou géologiques, relatives à sa genèse. C'est l'ensemble de ces études particulières qui a permis d'établir la Géographie séismologiqiie, dont la
» Die Erdbeben Niederôsterrcichs {Denkschrift. d. k. Ak. d. Wiss. in Wien, 1873, XXXIIi).
> Die Erdbeben des sûdlichen Italiens [Id., 1874, XXXIV).
' Die Bnslehung der Alpen (Wien, 1875).
^ Ueber die Erdbeben in der ôsterreichisch-ungarischen Monarchie {Ausserordentl. Beilage zu d. Monaisbldtt, d, wiss. Club in Hten, 1880).
s Beitr&ge zur Renntniss des Erdbebens von Belluno vom 29 Juni 1873 {Sitzungsber, d, k. Ak. d. Wi9s., naL CL, 1874, LXIX, IV, p. 541, Wien).
« Das Erdbeben Ton Gmund am 25 November 1881 {Id., 1882, LXXXVl, p. 353).
^ Nombreux mémoires analysés dans notre Géographie séisinologigue.
28 LA SCIENCE SÉI SMOLOGIQUE
conclusion générale a été la loi synthétique de la répartition des régions instables suivant les grands synclinaux le long desquels se sont érigées les chaînes récentes, à la suite des dislocations de Tère tertiaire *. De la sorte, la classification trichotomique des tremblements de terre établie par Hœrnes ^ à la suite des travaux de Suess et de ses successeurs, a fini par être acceptée par tout le monde et par devenir la base de la séismologie. On reconnaît maintenant trois espèces de tremblements de terre :
volcaniques ;
d'écroulement ou d'éboulement ;
tectoniques, ou de dislocation, d'après Toula '.
Comme toutes les grandes découvertes qui font époque dans Thistoire des sciences et sont Torigine de travaux dirigés dans des voies nouvelles et fécondes, celle de Suess a eu ses précurseurs. On peut, sans doute, en trouver le germe dans les travaux des géologues les plus réputés du xix« siècle, mais c'est probablement Ami Boue * qui a, le premier, entrevu avec le plus de netteté la relation entre les chaînes de montagnes et les tremblements de terre, dépendance qu'il a, dix-sept ans plus tard, en 1868, énoncée' dune manière beaucoup plus explicite; mais il ne faisait que poser dubitativement la loi que Suess allait établir peu de temps après, en 1873.
La genèse tectonique des tremblements de terre n'a pas été tout de suite acceptée sans opposition ni mélange, et si l'on admettait que le voisinage d'une chaîne récente est nécessaire, ou tout au moins favorable au développement de l'activité séismique, on voulait aussi ajouter la proximité des mers et des volcans actifs ou éteints *, conditions supplémentaires dont la non nécessité a fini par prévaloir et dont l'adjonction était simplement l'héritage des théories anté-
1 De Montessus de Ballore. Loi générale de la répartition des régions séismiques à la sùrfcu^e du globe (C. R. de la deuxième conférence aéismologique inlefmationalê de Strasbourg, Leipzig, 1903, p. 325). — Géosynclinaux et régions à tremblements de terre {Bull. soc. belge de géol., paléont. et hydroL, 1904, Mém, p. 243. Bruxelles).
> Die Erdbebentheorie Rudolph Falbs und ihre wissenc/uiftliche Gt*undlage kritisck erôrlert (Wien, 1881).
' Ueber den gegenwârtigen Stand der Erdbebenfrage {Verein zur Verbreitung naturwiss. Kentnisse, 23 Màrz 1881, Wien).
^ Ueber die Nothwendigkeit die Erdbeben und vulkanischen Erscheinungen genauer als bis jetzt beobachten zu lassen [Silzungsber, d. mat.-nalurwiss. Cl. d. k, Ak. d. Wiss. in Wien, 1851, VU, p. 563).
s Ueber die Erdbeben vom Jabre 1868 in der Mitte Ungams {Id., 1868, LVIII, p. 863^. ^ Die Ilauptplâtze der sich wiederholenden Erdbeben im Raisertbume Ôsterreich (/d.,813).
* Peschel-Lôwenberg. Abhandlungen zur Erd-und Volkerkunde. (Leipzig, 1878, II, p. 281. — Peschel-Leipoldt. Physische Erdkunde (Leipzig, 1879, I, p. 261).
rieures. D'autres géologues, au contraire, et non des moindres, auraient eu, comme Daubrée S un bien petit pas à franchir pour atteindre la vérité indépendamment du savant autrichien, et ils ont passé à côté sans la voir parce que Tintervention de Teau et de ses vapeurs continuait à leur paraître une condition inévitable du processus séismique.
Daubrée* disait encore, en 1883, à propos du tremblement de terre dlschia du 28 juillet 1883, : « Les tremblements de terre paraissent être comme des éruptions étouffées, parce qu'elles ne trouvent pas d'issue. » Cette conséquence du rôle important qu'il faisait jouer à la vapeur d'eau a maintenant complètement disparu des spéculations des séismologues.
Les grandes synthèses géologiques du siècle dernier ont parfois été appliquées à la distribution géographique des régions à tremblements de terre ; c'est le cas du fameux réseau pentagonal d'Elie de Beaumont, mais il ne s'est agi là que de tentatives isolées et sans lendemain, qui ont sombré en même temps que le système. Ainsi ont fait Perrey ' pour les volcans de Java, — il ne les séparait pas des séismes, — et O'Reilly * dans sa carte séismique de l'Angleterre pour les secousses du sol dans ce pays.
A ce résultat considérable consistant à rattacher les tremblements de terre à la formation du relief terrestre, ne se sont pas bornés les progrès dus à la théorie tectonique. 11 faut tenir pour tout aussi importante cette conséquence que les ébranlements du sol ne se produisent pas en un point des couches terrestres, appelé hypocentre, et dont la projection verticale sur la surface, ou épicentre, a joué un rôle prépondérant dans toutes les observations et les théories séismologiques de la fin du xix® siècle : on en parlera tout à l'heure. Ces observations et ces théories se heurtaient constamment à des difficultés insurmontables qui sont, maintenant, sinon complètement levées, du moins bien éclaircies par cette découverte nouvelle que
> Les tremblements de terre {Revue des Deux Mondes, avril 1885, p. 601, Paris). — La cause des tremblements de terre {Seismol. journ. ofJapan, 1894, 111, p. 91. Yokohama). — Les régions invisibles du globe et les espaces célestes ^Paris, 1888).
< Le tremblement de terre d'ischia ; causes probables des tremblements de terre. [Revue scientifique, 13 octobre 1883, p. 465, Paris).
3 Sur les volcans de Tile de Java et leurs rapports avec le réseau pentagonal (C. R. Ac. Se. Parisy 1814, LXV, p. 1058). — Étude du réseau pentagonal dans l'Océan Pacifique (/d., p. 844).
^ Catalogue of the earthquakes having occurred in Great Britain and Ireland during historical times ; arranged relatively to localities and frequency of occurrence as a basis for an earthquake map of the three Kingdoms (7r. Roy, Jrish Ac.^ XXVllI, p. 285, DubUn, 1884).
les tremblements de terre correspondent à un mouvement d'ensemble de portions ou de compartiments de la surface de la terre, dont les dimensions peuvent atteindre plusieurs centaines de kilomètres. Pilar^ s'était grossièrement trompé quant à la cause de ces mouvements d'ensemble, mais il avait vu juste relativement à leur réalité objective, et ce fut, on peut dire, le premier coup sérieux porté à l'inexacte notion d'épicentre, origine de tant de contra-
Fig. 2. — Compartiments de la marqueterie terrestre ébranlés en Islande entre leurs dislocations limites par les tremblements de terre de septembre 1896 (d'après Thoroddsen).
dictions dans les observations sur les propriétés du mouvement séismique. Assurément, cela résulte aussi des vues de Suess, mais les observations précises ne se firent que plus lard. Parmi les plus probantes, on doit, en premier lieu, citer celles de Thoroddsen ' lors des tremblements de terre de l'Islande en septembre 1896 : ce savant avait constaté que les dégâts produits par les cinq principales secousses avaient été nettement délimités sur le terrain, sans zones de décroissance vers l'extérieur des aires ébranlées, ce qui l'avait conduit à
1 GrundzUge der Abyssodynamik, zugleich ein Beitrag zu der durch das Agramer Erdbeben Tom 9 November 1880 neu angeregten Erdbebenfrage (Agram, 1881).
« Jordskjœlvene i cfteraaret 1896 {Geogr, Tidskrifl, XV, 1899-1900, KjBbenhavn). — Das Erdbeben in Islandim Jahre 1896 {Petermanns geogr. Mitt.y 1901, XLVIII, p. 53. Gotha, 1902).
conclure que, chaque fois, un bloc terrestre avait été mis en mouvement pour son propre compte entre les fractures qui le comprennent et qu'il supposait cachées sous Tépais manteau éruptif, par analogie avec ce qu'il avait observé en plusieurs autres régions de Fîle. Il restait encore une certaine place à Thypothèse, partant prétexte au doute, lorsque Hobbs * est venu étendre cette interprétation aux tremblements de terre de la Calabre, après avoir constaté que les dégâts produits par celui du 8 septembre 1905 se limitaient à d'étroites zones marquées de part et d'autres des dislocations connues. Le même géologue a pu généraliser cet important principe et montrer que, dans beaucoup de pays, les lignes joignant les principaux centres d'instabilité reflètent exactement les directrices tectoniques du relief.
Ce mode de production des tremblements de terre de dislocation, dénués d'épicentre, n'est pas le seul ; il faut y ajouter ceux qui s'accompagnent de grandes fractures ou de failles dont la géographie séismologique a fourni un certain nombre d'exemples typiques et bien connus. Il convient d'en ajouter deux, qui ont donné lieu à de remarquables études et sont venus, tout à fait à point, confirmer par Tobservation les conclusions de Hobbs : ce sont ceux du 15 septembre 1899 dans l'Alaska * et le désastre de San-Francisco du 18 avril 1906'. Dans l'un et l'autre cas, la dislocation s'étend sur des centaines tic kilomètres, et il peut aussi s'agir d'un mouvement de bascule d'un compartiment.
Ce dernier résultat, purement expérimental, de la séismologie tectonique est de nature à modifier considérablement les conséquences que l'on avait jusqu'ici tirées des observations faites sur le mouvement séismique, et c'est pour cela qu'on a dû, dans cet historique, développer autant qu'on l'a fait cette découverte capitale touchant de si près à la cause et à la genèse des tremblements de terre, et qui marquera certainement une étape de la séismologie. Si nous y avons donné le pas aux considérations géologiques, c'est qu elles s'attaquent directement aux causes des tremblements de terre. De la môme façon, la Géographie séismologique devait passer avant la Science séismologique , le présent ouvrage étant surtout
' On some principles of seismic geolo^y [Beitràge zur Geophysikj 1907, Xfll, p. 219). *- The geotectonic and geodynamic aspects of Galabria and Northeastem Sicily Id„ p. 293).
^ Tarr and Martin. Kecent changes of level in the Yakutat Bay région, Alaska (Bull, geol. soc. of America, 1906, XVII, p. 29. Kochester).
• Lawson and Leuschner. Preliminart/ report of the State earthquake Commission 'Berkeley, 1906;.
32 LA SCIENCE SÉI SMOLOGIQUE
consacré à l'étude du mouvement séismique, effet consécutif des tremblements de terre.
11 est temps d'exposer Thistoire de la seconde branche, d'ailleurs la plus ancienne, de la science des tremblements de terre.
En même temps que cette évolution d'ordre géologique, inaugurée en 1873, s'en poursuivait parallèlement une autre dans l'observation des séismes, soit directe, soit surtout instrumentale, dont les progrès ont été considérables aussi, tout en ayant besoin maintenant d'être corrigés quant aux détails en conséquence de la disparition de l'idée d'épicentre, d'où dérivait l'interprétation des faits qu'on en tirait jusqu'à présent. Cette ère a eu pour point de départ, au milieu du XIX® siècle, la vigoureuse impulsion que Mallet a donnée à l'étude du mouvement séismique. La mesure de tous les nombreux éléments de ce mouvement, Tintroduction et l'usage constant des méthodes modernes d'observation scientifique et l'invention des appareils appropriés caractérisent cette période, qui scjdistingue ainsi des temps antérieurs pendant lesquels dominaient les hypothèses, stérile héritage de l'antiquité et du moyen âge ; on est arrivé, pendant son cours, aux plus profondes connaissances sur la nature du mouvement séismique et à des découvertes qui ne le cèdent en importance à celles de la séismologie tectonique qu'en ce qu'elles touchent seulement à un effet consécutif des tremblements de terre, et non à leurs causes comme cette dernière.
Dès 1846, Mallet * a posé les bases fondamentales de la séismologie positive ou d'observation ; il les avait ensuite développées en 1858 *, puis appliquées brillamment au grand tremblement de terre de laBasilicate du 16 décembre 1857 ', dans deux ouvrages restés à bon droit classiques et qui font époque. Son grand catalogue des tremblements de terre antérieurs à 1843 était aussi une œuvre considérable qui n'attirait pas moins l'attention ^.
Dès lors, trois voies s'ouvraient aux séisraologucs de l'école de
1 On dynamics of earthquakes {Trans. Boy. IrishAc.f 1846, XXI, p. 51. Dublin). — On observation of earthquake phénoménal dans : A Manual of scientific enquiry for the use of Her .Majesty's Navy and adopted for travellers in gênerai (London, 1849, p. 216; réédité en 1659).
s Fourth report upon the facts and theory of earthquake phenomena [Brit. Ass. for the adv. of se, London meeting, 1856).
' The first principles of observational seismology as developed in the report io the Boyal Society of London of the expédition made by command of the Society into //te interior of the Kingdom of SapleSy to investigate the circumstancea of the great earthquake of December 4857 (London, 1862).
^ The earthquake catalogue of the British Association {Brit. Ass. for the adv. ofsc, 1852-1858, London).
Mallet : les catalogues séismiques généraux ou locaux, les monographies particulières des grands tremblements de terre, les appareils et les observations instrumentales. 11 s'agit maintenant d esquisser les principaux résultats obtenus dans ces différentes directions et les étapes successivement parcourues jusqu'à ces derniers temps.
De 1843 à 1872, Perrey a consacré une remarquable activité à rétablissement de catalogues séismiques s*étendant à tous les temps et àtous les pays ; il les complétait, en outre, par de très riches listes annuelles dont une foule de correspondants disséminés sur toute la surface du globe lui fournissaient les éléments. Malgré des erreurs de détail, il a rendu l'immense service, concurremment avec ses nombreux imitateurs, de permettre plus tard la reconnaissance séismique du globe, c'est-à-dire la détermination des régions stables et instables, dont on est parti pour découvrir les lois de relation entre les tremblements de terre et la géologie des pays qu'ils ébranlent plus ou moins. La vérification générale des vues de Suess et leur légitime extension à toute la surface terrestre auraient été à peu près impossibles sans ces travaux de catalogues. Perrey ne pouvait certes pas s'attendre à ce résultat, guidé qu'il était dans ses recherches par sa conviction en des influences astronomiques sur la production des tremblements de terre. 11 les considérait, en effet, comme l'effet des marées luni-solaires du noyau fluide interne contre l'écorce solide *, et cette hypothèse erronée a eu cette fortune singulière de faire servir ses catalogues à la découverte des lois des relations tectoniques, en réfutant ses propres opinions. Mais il personnifie tellement bien les théories astronomiques dans l'histoire de la séismologie que leur exposé succinct trouve naturellement sa place ici, à la suite de son nom.
Les premières suggestions sur Taction séismogénique des astres datent de loin ; on peut en trouver la trace chez les anciens et elles ont, pendant de longs siècles, inspiré beaucoup de savants. Au milieu même du xviu® siècle, Baglivi *, célèbre médecin italien dont le catalogue des tremblements sur terre d'Italie est bien souvent cité, écarte sans doute les conjonctions d'astres auxquelles les astrologues de son temps attribuaient ceux de Rome et de l'Ombrie en janvier 1703, mais il ne manque pas d'en associer d'autres à des phénomènes astronomiques divers, les apparitions decomètes, par exemple, à ceux de Rome du second et du quatrième siècles de notre ère.
1 Propositions sur les tremblements de terre et les volcans (Dijon, 1859;; — (TAci^wc ricanjoum. 9f se. and arts, 1864, XXXVII, N* 109).
' llistoria romani terrae motus anni 1703 {Opéra omnia.Ed, G. Gottl-Rùhn, Lipsiae 1830. II, p. 192).
De Montbssur. — La Science séisniologiqnc. 3
Il est inutile de poursuivre les étapes successives de ces théories, qui ont abouti à notre époque aux prédictions de tremblements de terre par Falb S Zenger et Delauney *.
Ce dernier avait, en 1879, prédit pour le milieu de 1883 le début d'une période de grandes perturbations séismîques dont le maximum devait se produire au premier tiers de 1886. Aussi l'opinion publique était-elle fort alarmée par la vérification apparente de la première partie de ces prédictions, lors du désastre du 28 juillet 1883, à Ischia, et de Texplosion du Krakatoa, le 26 août suivant. Delauney avait basé ses étranges pronostics sur une périodicité de 12 et de 28 années qu'il avait cru trouver dans les catalogues de Perrey, et qu'il rapprochait des durées de révolution de Jupiter et de Saturne, respectivement de 11 ans, 9 et de 29 ans, 15. Il ajoutait encore à cette inûuence celle de Tessaim des Laurenlides qu'il croyait faussement devoir être rencontré par Jupiter, alors que la distance réelle ne peut tomber au-dessous de trois fois la distance de la Terre au Soleil, et Tassurance avec laquelle il énonçait ces affirmations nécessita une réfutation en règle de la part de Tillustre astronome Faye désireux de calmer les craintes ainsi propagées bien mal à propos pourTavenir. On sera, sans doute, étonné de voir se reproduire à notre époque même les divagations des anciens astrologues, dotit les conjonctions astrales étaient réputées diriger les phénomènes naturels aussi bien que les événements de Thistoire et de la vie des puissants du jour. L'évolution de la science nous semblerapide, et ses progrès immenses; cependant nous la voyons traîner après elle un passé d'ignorante fantaisie, dont elle ne parvient que difficilement à se débarrasser.
Les influences séismogéniques du Soleil et de la Lune sont journellement encore énoncées, sans doute à cause de la simplicité de l'hypothèse d'une marée du Magma qui viendrait battre l'écorce terrestre par analogie avec ce qui se passe au bord des océans, et il a fallu prendre la peine de les réfuter parles statistiques jusqu'à une époque très récente, parce que bien souvent les tremblements de terre sont considérés comme vérifiant expérimentalement par ce processus une autre hypothèse, tout aussi indéracinable, celle de la fluidité du noyau interne terrestre. Ainsi n'a pas encore disparu, au xx® siècle même, une école nombreuse qui n'hésite point à aller chercher la cause des tremblemenls de terre hors de la Terre elle-même, jus-
* Grundzilge zu einer Théorie der Erdbeben und Vulkanausbritche (Greiz, 1869); — Gedanken und Sludien ûber den Vulkanismus (Graz, 1875); — Von den Utnwalzungen im Wellall (Wien, 1881).
* Faye. Sur certaines prédictions relatives aux tremblements de terre (C. R. Ac. Se, 1883, XC, p. 619,).
que dans la chute des aérolithes ou des étoiles filantes \ et pour laquelle n'est pas encore résolue la question posée, il y a déjà bien longtemps, par Galilée* (1564-1642) : « Se la cagione de Iremuoli si deve stimare esse sopra o sotto de la terra, »
Les monographies des grands tremblements de terre ont, pendant la seconde moitié du xix® siècle, concouru au même but que les catalogues séismiques généraux ou locaux, et elles ont souvent permis d'assigner une cause géologique particulière et bien définie à chacun d^eux. Beaucoup d*entre elles ont été aussi importantes que celles de Mallet sur le désastre du 16 décembre 18S7 dans la Basilicale et ont marqué des progrès successifs aussi considérables en séismologie. On aura trop souvent à les citer dans le cours de l'ouvrage pour qu*il soit utile de les mentionner ici.
Cependant, les physiciens ne restaient pas inactifs durant le cours de cette même période, et la séismologie instrumentale, consacrée à la recherche des lois du mouvement séismique, prenait un magnifique essor, qui longtemps laissait en arrière les recherches des géologues. Ainsi se constituait sur des bases solides toute une science nouvelle, uniquement fondée sur les observations et les mesures, et dont les découvertes lui ont, à plusieurs reprises, mérité l'admiration générale hors même des cercles scientifiques, telle, par exemple, la possibilité d'étudier en Europe des tremblements de terre de l'Extrême-Orient ou des côtes américaines du Pacifique, pour ne citer qu'une des plus saillantes. Cet ouvrage est surtout consacré à la séismologie expérimentale et instrumentale, tandis que son devancier, la Géographie Séismologiqùe, l'était exclusivement aux relations géologiques des tremblements de terre.
C'est à une époque bien lointaine que l'on a voulu faire remonter les premiers essais rudimentaires d'appareils destinés à étudier les tremblements de terre, au deuxième siècle de notre ère, époque reculée à laquelle, paraît-il, le Chinois Chio-Chio aurait, le premier, construit un séismoscope destiné à conserver la trace de la direction d'un tremblement de terre *. Mais si à l'abbé de Hautefeuille* revient
1 Chapel. Aperçu sur le râle des astéroïdes inférieures dans la physique du monde (Paris, 1883).
« Opéra di Galilêo Galilei, éd. Alb'eri (Firenze, 1856, XIV).
* Comme Ta fait observer Berloty ( La science séismologiqùe, in Études, CIX, p. 754), c'est par erreur que plusieurs séismologues ont attribué à ce fait la date de 136 avant notre ère. II faut lire 136 de notre ère, puisque le renseignement est extrait d'un document chinois, le Go-Ran-Shô exhumé par Milne (Notes on the great earthquakes of Japan, in Trans. seism. soc. of Japan, 1881, III, p. 65), et qui donne l'histoire de la dynastie ayant, de 25 A. C. à 250, succédé à celle des Han.
* Agamennone. La registrazione dei terremôti, p. 24 (Roma, 1906).
rhonneur d'avoir établi un appareil de ce genre scientifiquement conçu, Tusage courant de ces instruments mit bien longtemps à s'implanter dans les observatoires météorologiques, ceux d'Italie en particulier. De la même façon, Nicola Cirillo * avait institué des observations séismographiques pendulaires en 1731, près d'un siècle après que, selon Gassendi *, le Français Calignon de Pereins en avait posé le principe. Comme l'a retrouvé Terenzi ', Bina * un autre Italien encore, a pu être considéré comme l'inventeur du séismographe à pendule. Cette tradition s'est maintenue active et féconde parmi les observateurs du même pays et jusqu'à nos jours l'usage, l'invention et le perfectionnement de ces appareils sont restés un des apanages de la science italienne.
On n'a pas à faire ici œuvre d'érudition; ces quelques indications historiques sont donc suffisantes pour la période antérieure à la seconde moitié du xix« siècle, pendant laquelle les progrès de la physique générale et de la mécanique avaient été trop lents pour que les appareils séismocopiques et séismographiques aient pu entrer dans la pratique courante et devenir autre chose que des curiosités spéciales à quelques « cabinets de physique », comme on disait autrefois. Mais l'impulsion donnée par Mallet à l'observation des tremblements de terre n'a pas manqué de porter ses fruits : les plus récents, et les plus surprenants, sont la possibilité d'étudier un séisme dont l'origine est aussi lointaine que l'antipode même de l'observatoire, et l'affirmation formelle que l'intérieur de la terre est solide. Un astronome de Munich, Gruithuisen*, aurait, au commencement du XIX* siècle, pressenti la solidité du globe terrestre qu'il supposait une sorte de conglomérat de roches denses '^ et soupçonné que son pendule, ou elkysmomètre, destiné à mesurer l'attraction des astres \ oscillait sous l'action des tremblements de terre non seulement locaux, mais des autres parties du monde; tant il est vrai que bien souvent les plus belles découvertes de la science ont des
1 Baratta. Suila storia degli apparecchi sismici in Italia {Attt del Congr. in/ernaz, iH se. hist. Roma, 1903. Storia délie se. fis. mat. nat. e mediche. XII. Sez. VIII).
2 Institutiones astronomicae^ p. 278 (La Haye, 1656).
3 L'inventore del seismografo a pendolo [Riv. se. e industr, di Vimercati, XIX, n" 4, Febbraio 1887, Firenze).
* Ragionamento sopra la cagiône dei lerremôUf ed in particolare di quello délia Terra di Gualdo e Nocera neirUmbria seguito l'anno 1751 (Perugia, 1751).
s Gedanken ûber die Unachen der Erdbeben (Mûnchen, 1825).
« Gûnther. Handbuch der Geophysik, 1, p. 345 (Stuttgart, 1897).
"* Belar.Ueber moderne Erdbebenforschung (Die Erdbebenwavte^ 1903, II. p. 142]
précurseurs auxquels il n'a pas été donné de pouvoir démontrer l'exactitude de leurs suppositions prématurées. Ces derniers résultats, seulement maintenant mis hors de doute, rivalisent d'intérêt et d'importance avec ceux de la séismologie tectonique, de sorte que les deux branches distinctes de la science des tremblements de terre n'ont rien à s'envier mutuellement. L'exposé de ces découvertes admirables et à peine soupçonnées en France est l'objet môme de cet ouvrage; ce serait donc faire double emploi que d'esquisser l'évolution historique des méthodes instrumentales dans la seconde moitié du xix® siècle.
Nos connaissances sur les tremblements de terre n'auraient, sans doute, pas atteint ce développement et ne se seraient pas élevées jusqu'à ces découvertes de première importance au point de vue général, si les séismologues n'avaient, à l'exemple des météorologues, senti les avantages de l'association. Ils y étaient d'autant plus naturellement poussés qu'un grand séisme n'est pas un phénomène local et ne peut être utilement étudié que par la réunion de toutes les observations faites sur l'étendue, souvent immense, de son aire d'ébranlement. Déjà, depuis de longues années, des institutions scientifiques centralisaient dans la Nouvelle-Zélande, les Philippines et les Indes néerlandaises, les observations des tremblements de terre ressentis dans ces pays étendus et lointains, ce qui a, plus tard, fourni de précieux renseignements sur la répartition de la séismicité à leur surface. De Rossi a bien compris les progrès considérables qu'il y avait à attendre d'une organisation de ce genre, lorsqu'en 1873 il entreprit de réunir dans son Bulletlino del Vulcanismo italiano (1873-1890) les observations des stations séismologiques, privées pour la plupart, déjà établies en grand nombre sur toute la surface de l'Italie. En 1879, Tacchini transforme cette collaboration bénévole à une œuvre d'ensemble en un service d'État, qui est devenu un des buts de VUfficio centrale di Meteorologia e di Geodinamica, et qui a suscité des travaux séismologiques de la plus haute valeur sous la direction de la Société Sismica italianaj fondée en 1895 et qui en est comme une dépendance. C'est à bon droit que ces deux institutions ont servi de modèle et ont été imitées dans plusieurs pays.
Presque à l'autre bout du monde s'était établie, en 1879, avec le concours de Japonais et de savants résidents étrangers, la Seismological Society ofJapan qui, sous la vigoureuse impulsion de Milne, avait bien vite placé le Japon à la tête des nations chez lesquelles la séismologie occupe le rang que lui assigne l'importance des
LA SCIENCE SÉISMOLOGIOUE
dégâts commis dans ce pays par les tremblements de terre. D'ailleurs, ses antiques annales fourmillent d'ouvrages sur le fléau séismique qui le désole si souvent, et le Japon moderne, en même temps qu'il se lançait brillamment dans les voies de la civilisation occidentale, ne faisait, pour ainsi dire, que continuer ime tradition nationale. Le Service météorologique de l'Université impériale de Tokyo est devenu officiel en 1892 et il a publié sous le couvert de X Earthquake investigation Committee une série ininterrompue de recherches que les séismologues du monde entier ne peuvent ignorer sans risquer de se laisser distancer.
Les noms d'Omori et de ses collaborateurs se retrouveront à chaque page dans cet ouvrage, et il n'est pas de question séismologiquc qu'ils n'aient fait progresser, lorsque même ils ne les ont pas posées les premiers.
La puissance de l'organisation japonaise et l'importance des résultats espérés et obtenus s'estiment facilement par la carte du réseau de stations séismologiques et météorologiques en même temps. En outre, il n'est pas de village où un
correspondant ne soit désigné et prêt à signaler tout ébranlement du sol. Aussi n'est-il pas de pays qui ait réalisé sur une échelle comparable le vœu qu*Ami Boue formulait pour l'Autriche à TAcadémie des sciences de Vienne, le 6 novembre 1851.
L'exemple de Tltalie et du Japon a été suivi par un grand nombre de pays, soit officiellement, soit à titre privé, et seuls les documents qui ont été publiés par les organes périodiques de ces organisations séismologiques, ont permis d'établir la géographie des régions stables et instables. On ne saurait trop regretter que la France se soit jusqu'à présent tenue à l'écart d'un si utile mouvement et se contente de stations médiocrement outillées au Pic du Midi de Bigorre, à Grenoble et à Paris, et d'une autre près de la Montagne Pelée. On n'a d'ailleurs rien publié encore de ces dernières observations et on n'a pas eu d'autre but que celui de calmer les craintes de la population martiniquaise après la catastrophe de Saint-Pierre en 1902. La tradition de Perrey semble perdue, et on oublie trop que les Alpes- Maritimes ne sont pas à l'abri du fléau, témoin le tremblement de terre du 23 février 1887, et que plusieurs de nos colonies n'y échappent pas davantage.
De même que la grande extension de Taire ébranlée par les tremblements de terre destructeurs avait nécessité l'établissement des réseaux d'observation, de même la découverte, en 1889, par von Rebeur- Paschwitz, que les ondes séismiques ébranlent le monde entier et peuvent être enregistrées partout aux séismographes suffisamment sensibles, avait conduit ce savant* à formuler un projet de création d'une association séismologique internationale, destinée à étudier un phénomène, désormais devenu mondial, au moyen de la collaboration des observations du monde entier. 11 en fit la proposition formelle au Congrès géographique de Londres en 1895* et après sa mort prématurée à la fin de la même année, ce fut à Gerland, Directeur de la Kaiserliche Haupstation fur Erdbebenforschiing de Strasbourg qu'échut l'honneur de mener à bien la fondation de Y Association séismologique internationale à laquelle ont fini par s'affilier presque tous les pays civilisés, à la suite des conférences préliminaires tenues à Strasbourg en 1901 et en 1903. C'est là un pas décisif pour Tétude des tremblements de terre, et nul doute que des progrès considérables, dont on ne peut qu'à peine prévoir la portée, en résulteront
> IIorizoQtalpendel-Beobachtungea auf der Raiserlicher Universitâts-Sternwarte zu Strasburg 1892-1894 [Beitrâge zur Geophysik, 1893, II, p. 211).
^ Vorschlâge zur Errichtuag eines intemationalen Systems von Erdbebenstationen (W., p. 173).
dans un avenir peu éloigné. Un des principaux avantages que Ton pense en tirer sera Tuniformisation des modes d'observation et de calcul; et précisément, à la réunion à Rome, en octobre 1906, de la commission permanente de Tassociation, a été décidée, sur l'initiative de Kôvesligethy, Tinstallation à Buda-Pesth d'un bureau* de calculs séismologiques à exécuter sur tous les tremblements de terre importants d'après les méthodes proposées par ce savant. Si cette entreprise considérable ne rencontre pas d'obstacles, il est certain qu'il y aura d'importantes informations à en tirer plus tard sur les éléments mesurables des grands séismes.
Mais il serait injuste d'oublier que, grâce à Milne, V Association britannique pour r avancement des sciences a établi petit à petit un réseau mondial de stations séismologiques, toutes munies d'un même séismographe, le pendule horizontal de ce savant, ce qui permet des observations comparables sur Timmense surface qu'occupent les colonies anglaises. Et ainsi s'est trouvée pratiquement réalisée rheureuse conception de von Rebeur-Paschwitz, bien avant même la fondation de l'Association internationale, et déjà quarante stations anglaises fonctionnent d'un bout du monde à l'autre; elles ont fourni, comme il fallait s'y attendre, de précieuses et importantes observations. Malheureusement, le réseau anglais muni du pendule Milne a perdu tous les avantages qu'on pensait en tirer depuis que l'on a reconnu l'imperfection de cet appareil relativement à d'autres, plus constants dans leur marche et plus sensibles. Et, en effet, il fournit pour le début du mouvement séismique des temps qui sont en retard de 2 à 8, et même 10 minutes. Ce réseau mondial a rendu de grands services, cela n'est pas douteux, mais il a fait son temps, et il est inutile désormais de lui donner plus d'extension ; telle est du moins l'opinion de séismologues très autorisés.
La Séismologie a donc marché à pas de géant depuis un petit nombre d'années; elle a créé ses méthodes propres, inventé et perfectionné son outillage, construit ses observatoires spéciaux; elle est devenue autonome et désormais affranchie de la Météorologie, dont elle a été longtemps une humble annexe lorsque les tremblements de terre figuraient à la colonne des observations diverses dans les publications de cette science; elle s'est acquis le droit de former à elle seule une grande branche de la Géologie et de la Géophysique tout h la fois.
La Séismologie ne saurait se contenter maintenant de s'imposer par ses découvertes à l'admiration des esprits cultivés ;
elle veut plus encore, elle sait mériter la reconnaissance de l'humanité, car elle a pu déterminer les règles propres à Tart de bâtir dans les pays à tremblements de terre de façon à diminuer dans de grandes proportions les dommages dus au terrible fléau, et ce bienfait pratique la rehaussera auprès de ceux que la science pure ne sait pas émouvoir.
