Lyell, Principes de Géologie, t. II

sentir avec tant de violence dans les mines d'argent de Marien- Lerg, que les ouvriers effrayés se bâtèrent de remonter : sur le sol même on n'avait éprouvé aucune secousse. Voici maintenant un phénomène inverse : En novembre 1823, les mineurs de Falun et de Persberg n'éprouvaient aucune secousse au moment même où, au-dessus de leurs têtes, un violent tremblement de terre jelait l'effroi parmi les habitants de la surface. Le fait de secousses ressenties à la surface, sans qu'elles aient atteint les couches plus profondes, a été constaté à plusieurs reprises. En voici un autre exemple : En mars 1872, le district minier de Lone-Pine, au sud-est de la Californie, fut ravagé par un violent tremblement de terre. De deux heures et demie du matin jusqu'au jour, on ne compla pas moins de 300 secousses. La ville de Lone-Pine fut entièrement ruinée; pas une maison ne resta debout. Or les ouvriers qui travaillaient dans les mines ne ressentirent aucune des secousses, pas même les plus violentes. Quelles barrières s'opposent au mouvement de propagation dans tel ou tel sens, soit de bas en haut, soit de haut en bas? pourquoi certaines contrées qui paraissaient indemnes, sont-elles devenues le siège d'ébranlements plus ou moins fréquents, après une secousse d'une certaine violence? pourquoi l'aire d'ébranlement de certains centres sismiques semble-telle s'agrandir1? Ce sont là des questions encore bien obscures.

Dans cet ordre d'idées, des expériences du genre de celle que R. Mallet entreprit, il y a déjà vingt-deux ans, sur la vitesse de propagation des ondes sismiques dans des sols de diverses natures, auraient besoin d'être répétées dans des conditions variées. Ayant eu à faire sauter des quartiers de roche dans les carrières d'Holyhead, ce savant ingénieur mesura la vitesse

1. « Depuis la destruction de Cumana (4 septembre 1797), et seulement depuis cette époque, la presqu'ile de Maniquarez, située en face des collines calcaires du continent, éprouve, dans ses couches de micaschiste, toutes les secousses de la côte méridionale. Les secousses qui agitèrent presque sans interruption, de 1811 à 1813, le sol des vallées du Mississipi, de l'Arkansas et de l'Ohio, allaient en gagnant vers le nord d'une manière frappante. On dirait des obstacles souterrains successivement renversés ; dès que la voie est libre, le mouvement oudulatoire s'y propage chaque fois qu'il se produit. » (Cosmos, 1. 1.)

avec laquelle les secousses provoquées par l'explosion de milliers de kilogrammes de poudre se propageaient dans différentes roches. De 250 à 300 mètres par seconde dans le sable humide, de 400 mètres environ dans le granit friable, celte vitesse monta jusqu'à près de 600 mètres dans le granit compact. Elle varia aussi avec l'intensité de l'explosion ou avec la charge de poudre, de 450 mètres quand cette charge était de 1000 kilogrammes, de près de 600 mètres pour une charge cinq fois et demie plus forte. La violence des vibrations, dans ces expériences intéressantes, était tout à fait comparable aux effets des secousses de tremblements de terre.

§ 6. APPAREILS AVERTISSEURS ET INDICATEURS DES TREMBLEMENTS DE TERRE. LES SISMOGRAPHES OU SISMOMÈTRES.

On vient de voir quelles difficultés présente l'observation scientifique ou méthodique des phénomènes des tremblements de terre. Elles tiennent en grande partie, quand il s'agit d'une secousse violente, à l'impossibilité presque absolue où se trouve l'observateur de garder le sang-froid nécessaire. Si la secousse est assez faible pour n'inspirer aucune crainte, assez forte toutefois pour être facilement appréciable, la difficulté disparaît; mais elle se reproduit en sens inverse, quand il ne s'agit que d'oscillations imperceptibles, de frémissements du sol que l'on confond aisément quand on arrive à les percevoir avec mille autres causes de trouble. On comprend donc qu'on ait cherché à suppléer à cette insuffisance par l'invention de procédés mécaniques ou d'appareils spéciaux. On donne le nom de sismomètre ou de sismographe à tout appareil capable de renseigner sur les divers éléments d'un tremblement de terre, d'avertir du moment de la production d'une secousse, de noter le sens, la direction, suivant laquelle elle s'effectue, d'enregistrer l'heure où elle a commencé, celle où elle a cessé et par conséquent sa durée; de mesurer, s'il est possible, son

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intensité, etc. En fait de sismographe, on s'est d'abord contenté d'examiner le mouvement de l'eau dans un vase. On saupoudrait de son la surface du liquide. Lorsque, par l'effet d'une secousse, même très légère, l'eau oscille dans le vase, elle laisse, fixées contre les parois, et dans la direction du mouvement, des parcelles de son qui indiquent ensuite, par leur position même, l'orientation de la secousse, et, par la hauteur à laquelle elles se sont élevées, son intensité approchée. Ou bien encore, on a adopté un pendule, formé par un poids terminé par une fine pointe métallique, suspendu par un long fil au-dessus d'une surface plane formée de sable très fin. La pointe, étant en contact avec le sable, trace sur sa surface, quand une oscillation la fait mouvoir, un léger sillon dont la direction marque l'orientation de la secousse.

Ces appareils ont un mérite, celui de la simplicité. Mais, outre que leurs indications sont bien fugitives, elles ne donnent, on le voit, que des renseignements fort incomplets. En faisant intervenir un agent d'une grande sensibilité, l'électricité, on a imaginé des appareils plus précis, plus délicats et plus complets à la fois, tels que le sismographe électromagnétique, que M. Palmieri a installé dans son précieux observatoire du Vésuve. Essayons de faire comprendre en quoi consiste cet appareil ingénieux.

Le sismographe Palmieri se compose de deux parties distinctes : l'une joue le rôle de moteur ou de transmetteur; c'est celle qui reçoit et transmet les mouvements sismiques, verticaux ou horizontaux, chocs ou ondulations; la seconde, l'enregistreur, marque les instants précis du commencement et de la fin du phénomène, et comme elle est commune aux secousses verticales et aux secousses horizontales, nous allons la décrire la première 4.

\. Les Chinois, qui semblent avoir devancé en tout la civilisation occidentale, pour rester, sinon en tout, du moins en ce qui concerne les sciences, dans la période d'enfance, avaient imaginé un sismographe il y a quelque dix-sept cents ans. Voici ce qu'en dit le journal anglais Nature, cité parla Renie scientifique : « Cet instrument, inventé en l'année 150 de notre ère par un nommé Cfaioko, se compose d'une sphère creuse en cuivre surmontée d'un

Elle comprend deux horloges distinctes, marquant toutes les deux, outre les jours du mois, les heures, minutes et secondes. L'une d'elles est toujours en marche ; elle sert à indiquer, par son arrêt, le commencement du tremblement de terre. Au moment où la secousse se produit, l'armature d'un électro-aimant, en relation avec l'appareil transmetteur, met en mouvement un bras de levier qui agit sur le pendule de l'horloge et l'arrête, et en même temps la sonnerie d'un timbre se fait entendre, de sorte que l'observateur se trouve averti. En s'arrêtant, la première horloge, par un mouvement de déclanchement, met la seconde en marche; de plus, une bande de papier se déroule avec la vitesse uniforme de 1 centimètre par seconde, devant les pointes de deux crayons de couleurs différentes. L'un de ces crayons est fixé à l'armature d'un électro-aimant relié au mécanisme du transmetteur chargé de l'indication des secousses verticales ; l'autre crayon marque les secousses horizontales ou ondulatoires. Selon que l'un ou l'autre de ces mouvements sismiques se produit, l'électro-aimant qui lui correspond est animé par un courant ; alors son armature fait appuyer le crayon sur la bande de papier, où il trace un trait dont la longueur est proportionnelle à la durée de la secousse. Suivant que le trait marqué est rouge ou noir, par exemple, on sait quelle a été la nature de l'ébranlement qui s'est produit ; sa longueur marque, en centimètres, le nombre des secondes de sa durée ; les points où se sont arrêtées les aiguilles de la première horloge in-

goulot, et dont la forme générale ressemble à une bouteille de vin. A l'extérieur, elle est ornée de caractères anciens et de figures d'animaux. A l'intérieur, elle renferme une tige placée de façon qu'elle peut se mouvoir dans huit directions différentes. Sur le pourtour extérieur se trouvent huit tètes de dragon contenant chacune une boule, et au-dessous une grenouille, la bouche ouverte. Quand une secousse de tremblement de terre se produit, la tige tombe dans une des huit directions et chasse la boule qui tombe dans la bouche de la grenouille correspondante. On peut ainsi déterminer l'orientation de la secousse. C'est le même principe que celui de nos tout modernes sismomètres, et il ne faut pas oublier que les Chinois ont établi un bureau sismologique muni de ces appareils, il y a dix-huit cents ans, à une époque où l'Amérique était inconnue et la moitié de l'Europe actuelle à l'état sauvage. » Oui, mais depuis dix-huit cents ans les Chinois n'ont pas fait faire un pas à la question, de même que, inventeurs de la boussole, ils en sont restés, en fait de magnétisme terrestre, à leurs chars indicateurs du sud.

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cliquent l'heure précise où le tremblement de terre a commencé. Comme d'ailleurs la seconde horloge continue sa marche après la première secousse pendant un temps suffisamment long, une hèure par exemple, la bande de papier continue à se dérouler, prête à enregistrer, sous la pression de l'un ou l'autre des crayons, les secousses suivantes, s'il y en a.

Il nous reste à décrire les appareils moteurs ou avertisseurs, et la façon dont ils reçoivent et transmettent les mouvements sismiques.

Celui qui est chargé de l'indication des mouvements verticaux, se compose d'une hélice métallique, en fil de laiton par exemple, suspendue à l'extrémité d'un ressort. Cette hélice porte, à son extrémité inférieure, un cône de cuivre ou de platine dont la pointe vient affleurer, sans la toucher1, la surface d'un bain de mercure contenu dans une petite cuvette en fer. Dès qu'une secousse verticale se produit, la surface du mercure et le point de suspension de l'hélice sont également soulevés ou abaissés, et la distance de la pointe du cône au mercure resterait invariable, s'il s'agissait d'un pendule rigide ; mais l'élasticité du ressort et de l'hélice fait osciller celle-ci, et la pointe de platine arrive au contact du mercure. Ce contact ferme le circuit d'une pile qui anime r électro-aimant correspondant, et détermine les mouvements que nous avons décrits plus haut en parlant de l'enregistreur du sismographe.

Pour indiquer et enregistrer les secousses horizontales, on emploie un système de quatre tubes de verre recourbés en U, renfermant du mercure, disposés d'une façon indépendante dans les quatre plans principaux d'orientation : nord-sud, estouest, nord-ouest — sud-est, et nord-est — sud-ouest. Tout mouvement ondulatoire qui se produira dans l'une ou l'autre de ces directions, déterminera une oscillation du mercure dans le tube correspondant. Dans l'une des branches verticales de

1. Pour rendre constante cette distance très petite (1 à 2 millimètres), M. Palmieri a adopté un système de compensation propre à annuler les effets de la température, système imaginé par M. au Moncel pour son régulateur électrosolaire.

chaque tube, un fil de fer plonge clans le mercure, et, dans l'autre, l'extrémité d'un fil de platine est disposée à une très petite distance de la surface du liquide, de sorte que la plus faible oscillation produit le contact du mercure et du platine. Ce contact ferme le circuit de la pile ; le courant anime l'électro-aimant qui, comme nous l'avons vu, arrête l'une des horloges, met l'autre en marche et fait tracer au crayon noir le trait indiquant qu'une secousse sismique horizontale s'est produite. Il reste à en marquer la direction. C'est ce qu'on obtient au moyen d'un mécanisme fort simple, analogue à celui du baromètre à cadran. Un petit flotteur d'ivoire est supporté par le mercure du tube et son fil de suspension enroulé à une poulie au centre de laquelle est fixée l'aiguille d'un cadran. Un contrepoids un peu plus pesant que le flotteur empêche l'index, quand une secousse l'a fait déplacer, de revenir au zéro de la graduation du cadran. L'amplitude de l'arc parcouru permet jusqu'à un certain point d'apprécier l'amplitude ou l'intensité de l'oscillation. La direction de l'ondulation ne se produit pas nécessairement dans l'un des quatre azimuts où les tubes de l'appareil sont disposés. Mais si elle est intermédiaire à deux d'entre eux, il est clair qu'elle affectera simultanément chacun d'eux, quoique d'une façon moins marquée. Dans ce cas, les aiguilles de deux cadrans se déplaceront en même temps et l'on saura dans quel angle l'ondulation s'est produite.

Le sismographe de M. Palmieri fonctionne depuis 1856 à l'Observatoire du Vésuve, où il enregistre les plus faibles trépidations du sol si souvent agité du célèbre volcan. Un autre sismographe est installé à l'Université de Naples. Bien que placés à une aussi courte distance, les deux appareils ne donnent pas toujours les mêmes indications, ainsi que le prouvent les lignes suivantes, écrites par le savant directeur de l'Observatoire du Vésuve : « Les indications du sismographe précèdent de quelques jours les secousses éloignées, et quand celles-ci surviennent, il reste presque toujours tranquille : il