CHAPITRE III

Si l'on admet le rôle que nous venons d'attribuer aux infiltrations aqueuses, il est naturel de voir dans celles-ci la cause d'autres effets, et particulièrement de beaucoup de tremblements de terre.

Dans les mouvements que subit le sol, on distingue des chocs verticaux, parfois assez forts pour projeter en Tair des objets. Ainsi, dans le tremblement de terre de Calabre de 1783, des maisons furent projetées en l'air, comme par une explosion de mine, et dans celui de Riobamba, en Colombie, de 1812, les cadavres de plusieurs habitants furent lancés sur une colline de plus de 100 mètres de hauteur. Ce sont des mouvements que l'on a qualifiés du nom de succussiam et par Tépithète de submltoires. Le plus souvent et sur la principale étendue, ce sont des mouvements ondulatoires, se propageant horizontalement, à la manière des ondulations que Ton observe à tout instant sur une surface liquide. De même que celles-ci, elles peuvent, lorsqu'elles se prolongent pendant quelques minutes, causer le malaise particulier connu sous le nom de mat de mer. Ces

ondulations terrestres ont été quelquefois assez fortes pour incliner des arbres, jusqu'à leur faire toucher le sol avec leurs branches.

La durée des chocs est ordinairement très courte, quelquefois une seconde à peine, et rarement un peu plus. Les mouvements ondulatoires se prolongent davantage, ainsi qu'il est facile de le comprendre.

Quelque écrasant et désastreux par rapport à nos personnes et à nos édifices que puissent être les tremblements de terre, il faut bien reconnaître que l'amplitude de leurs mouvements les plus accentués est complètement insignifiante par rapport aux dimensions du globe, dont ils font vibrer l'épiderme.

Rarement un tremblement de terre est limité à une seule secousse. Ordinairement il y en a plusieurs qui se succèdent à de courts intervalles. Dans bien des cas, les mouvements se réitèrent pendant des mois et même des années, avec des pauses d'une durée variable, de manière à former, jusqu'à leur extinction totale, un ensemble que l'on peut appeler période séismique.

Loin de présenter un contour à peu près circulaire, comme on serait tout d^abord porté à le supposer, cette aire d'ébranlement a généralement une forme irrégulière ; souvent elle est très allongée et en rapport avec les alignements des montagnes voisines ou d'autres accidents profonds de structure.

Dans l'étendue ébranlée, les mouvements sont très inégalement sensibles. Entre deux points secoués par une seule et même impulsion, il est des points intermédiaires qui restent immobiles et que l'on a nommés quelquefois ponts ou arches.

Les secousses sont souvent accompagnées de bruits que Ton a comparés à celui que produiraient des voilures forte-

TIŒMBLEMENTS DE TERRE. -221

ment chargées, roulant à allure vive sur un pavé, quelquefois à (les tonnerres souterrains et à des mugissements; mais l'intensité de ces bruits n'est nullement en rapport avec celle de l'agitation. Le grand tremblement de terre de Riobamba du 4 février 1797 se fit en silence.

Ces bruits dépendent de la nature des roches qui les transmettent.

Les bruits associés aux tremblements paraissent de la nature de ceux qui accompagnent les éruptions.

Le bassin des mers est ébranlé tout aussi bien que la terre ferme.

En outre, les mouvements du littoral, pour peu qu'ils soient intenses, se transmettent à la masse liquide. La mer se retire du rivage, laissant le fond a sec sur une étendue qui est parfois de plusieurs kilomètres; puis elle revient rapidement sur elle-même et, franchissant sa limite normale, elle se précipite avec fureur et comme à l'assaut vers l'intérieur du pays, sous la forme d'une énorme vague que l'on a vue souvent, au Chili, atteindre une hauteur de 30 a 40 mètres.

Les tremblements de terre peuvent ainsi apporter des changements permanents dans le relief du sol. Ce ne sont pas seulement des crevasses et des éboulements de rochers; on a parfois aussi signalé des exhaussements faibles, mais appréciables, particulièrement au Chili, en 1822, en 1835 et en 1837; à cette dernière époque, des coquilles marines encore vivantes et adhérant aux rochers sur lesquels elles avaient vécu, ont apparu au-dessus du niveau de la mer et servi ainsi de témoins irrécusables du changement de niveau qui venait de se produire soudainement.

Les mouvements très accentués dont nous venons de parler, et auxquels le nom de tremblements de terre doit être réservé, ne sont pas les seuls qui se manifestent dans

l'écorce terrestre. Il s'en produit d'autres qui sont extrêmement faibles, tellement qu'ils resteraient absolument inaperçus sans le secours d'instruments spéciaux et fort délicats. Dès 1869, le savant et intrépide voyageur, M. d'Abbadie, en examinant par un ingénieux procédé la surface d'un bain de mercure dans l'observatoire qu'il s'est fait construire à Abbadia, près d'Hendaye, découvrait de très légères, mais fréquentes variations dans la situation de la verticale ; il en déduisait que le sol lui-même n'est pas toujours immobile, même lorsqu'il en présente toutes les apparences. Depuis lors, le fait s'est confirmé pleinement et en bien des lieux, des oscillations tout à fait brusques dans les lunettes astronomiques qui ont été signalées plusieurs fois à l'observatoire de Pulkowa, et récemment, le 27 novembre 1884, à celui de Nice, sont aussi des signes révélateurs d'agitations dans la croûte terrestre. Il est juste de dire que, dès 1741, les académiciens français qui allèrent à l'équateur mesurer un arc de méridien, Bouguer et La Condamine, étaient arrivés à une conclusion du même genre, en mesurant les distances apparentes des étoiles au zénith. On ne se serait pas attendu à ce que l'observation des astres vint trahir un travail qui s'opère dans les profondeurs de notre planète.

Il importe d'ajouter que la croûte terrestre est soumise à un autre ordre de mobilité. Elle subit, en effet, des déplacements d'une lenteur séculaire, sans accompagnement d'aucun mouvement brusque. Ces phénomènes ne seraient sans doute pas connus, si le niveau moyen de la mer n'offrait, sur le littoral, une ligne invariable de repère pour les constater. C'est ainsi que des parties, manifestement immergées depuis les temps historiques, sont aujourd'hui au-dessus du niveau des mers et constituent ce que l'on nomme des plages soulevées; que, d'un autre côté, des forêts dont l'histoire fait

mention, sont aujourd'hui complètement submergées, par suite d^un abaissement du sol.

D'après tout ce qui précède, on est en droit de dire que la croûte terrestre est loin d'être immobile. A tout instant, et dans beaucoup de ses parties, elle éprouve des secousses très prononcées et parfois violentes. Bien plus généralement encore, ce sont des frémissements qui ne sont perceptibles qu*à l'aide d'appareils spéciaux et par une sorte d'auscultation. En réalité, ce sont des mouvements continuels et de divers ordres. Il nous reste à rechercher à quelles causes souterraines on peut attribuer ces agitations incessantes.

Un fait fondamental ressort de nombreuses et patientes statistiques : c'est l'inégalité frappante que présente la distribution géographique des tremblements de terre. Il y a de vastes régions qui ne sont ébranlées que très rarement et très faiblement, tandis que d'autres éprouvent des agitations extrêmement fréquentes et parfois très violentes. Un simple coup d'œil jeté sur une mappemonde où l'on a représenté, par des notations synoptiques, les résultats du dépouillement des observations, comme l'a fait Robert Mallet, met immédiatement en évidence, et souvent dans des régions voisines, des contrastes très caractéristiques.

Ce qu'il importe de signaler, ce n'est pas tant la disposition géographique des contrées le plus souvent secouées, que la constitution même de l'écorce terrestre qui y correspond.

Pour beaucoup d'entre elles, une coïncidence significative apparaît, sans qu'il soit nécessaire d'une étude approfondie : c'est la présence de volcans actifs.

Mais ce n'est pas seulement à proximité des bouches volcaniques que les tremblements de terre sont fréquents et violents. Certains pays, en dehors des dépendances immédiates des volcans, sont ébranlés avec non moins d'énergie

et de fréquence, et même sur de plus grandes étendues. Tel est, non loin de nous, le nord du bassin de la Méditerranée.

Tout d'abord, faisons observer qu'un premier caractère essentiel est commun à toutes ces contrées, dépourvues de volcan et fréquemment ébranlées : ce caractère est une dislocation des couches constitutives du sol, qui est révélée, le plus souvent, par le relief montagneux du pays.

D'un autre côté, l'étude des tremblement de terre, au point de vue géologique, a fait reconnaître que les centres d'impulsion sont en rapport avec certaines grandes lignes de fractures et de dislocations. Ces bandes secouées s'allongent souvent parallèlement aux chaînes. Parmi les exemples de disposition linéaire, on peut citer celui du récent tremblement de terre de l'Andalousie dont le grand axe, d'après M. Fouqué, est parallèle aux crêtes montagneuses du pays, en même temps qu'aux failles nombreuses qui les découpent.

La supposition que les tremblements de terre seraient dus à la réaction de parties solides entre elles rencontre une objection sérieuse, dans les répétitions si étonnantes de secousses pour une même crise. En effet, Tune des circonstances les plus caractéristiques des tremblements de terre, c'est précisément cette réitération de secousses, qui se poursuivent par centaines et par milliers, pendant des semaines et des mois entiers.

En présence de ces périodes 'd'ébranlements, il semble bien que la cause, au lieu de $'jépuiser en quelques chocs immédiats, comme il arriverait dans la supposition où l'action de masses solides en serait la cause^ première, se régénère après s'être momentanément atténuée. C'est là un fait essentiel et auquel toute solution proposée doit satisfaire.

Remarquons d*abord que l'eau renfermée dans un espace bien clos, qu'elle remplit, lorsqu'elle est portée à une température suffisamment élevée, arrive à posséder une force dont on se fait rarement une idée. Il suffit qu'elle atteigne une température d'environ 500^, bien inférieure à celle des laves, pour que sa vapeur acquière, si elle reste emprisonnée, une force explosive comparable à celle des corps les plus fulminants. Les plus terribles explosions de chaudières ne peuvent en donner une idée. Ainsi, les tubes en fer forgé d'excellente qualité dont je me suis servi pour étudier l'action de l'eau surchauffée dans la formation des silicates, avaient un diamètre de O^jOSl et une épaisseur de 0",0H. Ils faisaient quelquefois explosion et étaient projetés en l'air avec un bruit comparable à celui d'un coup de canon. Avant d'éclater, les tubes se bombaient sous forme d'une ampoule, et c'est au milieu de cette ampoule que s'ouvrait une déchirure. Si le fer n'avait point de défauts et qu'on estimât qu'il conserve vers 450% température à laquelle il était porté, la même ténacité qu'à froid, de telles déchirures supposeraient certainement une pression intérieure de plusieurs milliers d'atmosphères. Quelques centimètres cubes d'eau avaient suffi pour produire un tel effet; et, d'après la petitesse des dimensions intérieures du tube, comparée au volume de celte eau, la vapeur devait atteindre les conditions de densité et de tension dont je viens de parler.

Dans la nature, la tension de la vapeur d'eau des réservoirs volcaniques révèle à chaque instant son énergie; car celle qui force la lave à monter au cratère de l'Etna, à plus de 3000 mètres au-dessus de la mer, ne peut être inférieure à 1000 atmosphères.

Or toutes les conditions nécessaires pour arriver à de

telles tensions ne peuvent manquer de se réaliser dans

l'écorce terrestre à une certaine profondeur, en dehors du

domaine des volcans proprement dits^ principalement sous les chaînes de montagnes et les régions disloquées.

En effet, d'une part, quelle que soit la constitution du sol, la température s'y élève a mesure qu on descend plus bas. Ce fait a été reconnu dans toutes les contrées du globe, au moyen des travaux de mines ou de forages. C'est un reste de la chaleur que notre planète a originairement possédée, comme le Soleil, suivant la belle conception de Descartes. Le taux d'accroissement, qui est en moyenne de 1^ par 30 mètres, est parfois plus rapide, même en dehors des contrées volcaniques, ainsi qu'on l'a reconnu, par exemple, à Monte Massi, en Toscane.

D'autre part, l'eau tend à descendre sans cesse, par les actions conjointes de la pesanteur et de la capillarité. Les volcans en apportent la preuve irréfutable. En ce qui concerne l'intervention de la capillarité pour l'alimentation en eau des masses profondes, des expériences ont montré que, à travers les pores de certaines roches, sa simple action force l'eau à pénétrer, malgré les contre-pressions intérieures très fortes, des régions superficielles et froides du globe jusqu'aux régions profondes et chaudes, où, à raison de la température, elle devient capable de produire de plus grands effets mécaniques et chimiques.

En somme, il est difficile de douter que des eaux de la surface ne parviennent jusqu'aux régions internes et qu'ensuite elles ne nous fassent ressentir sur quelques points, par des ébranlements et par des mugissements, la puissance et la force explosive qu'elles y acquièrent.

La profondeur à laquelle doit se trouver le foyer d'origine

des tremblements de terre a été l'objet d'études attentives.

D'après les résultats obtenus, il faut reconnaître que ce

siège n'est pas situé dans les parties centrales du globe. C'est

d'ailleurs à cette induction que l'on est tout d'abord conduit.

quand il s'agit de tremblements violents^ comme ceux de Calabre, qui n'occupent à la surface que des places très restreintes. Dans le domaine des volcans, à Naples, à Ischia, celle profondeur a été estimée de 9*"" à 15"". Dans les pays non volcaniques, tels que l'Allemagne, elle a été évaluée dans divers cas à 18^", 27''" et 38''". Cette profondeur, qui est faible, comparée à la grandeur du rayon terrestre, suffit cependant pour que, en vertu de la loi d'accroissement normal, environ 3" par 100 mètres, la température du rouge y règne déjà.

Sous les régions disloquées et principalement sous les chaînes de montagnes d*un âge relativement récent, le tassement définitif des parties profondes peut n'être pas encore établi; il doit rester des interstices et des cavités intérieures à haute température, qui à la longue se sont remplies d'eau par l'action de la capillarité. Ainsi, dans la profondeur des régions disloquées, nous trouvons les trois conditions que nous venons de mentionner : des cavités, de l'eau et une haute température, et, par suite, un agent capable, a un moment donné, de produire des effets dynamiques des plus considérables.

Supposons un baril de poudre faisant explosion dans une cavité située à une centaine de mètres sous terre. A la surface, en môme temps qu'on entendra une sourde explosion, on ressentira dans une place limitée une secousse verticale, et autour, sur une plus grande étendue, une secousse ondulatoire. Chacun comparera ces phénomènes à un tremblement de terre. Toutefois, et voilà pourquoi nous citons cet exemple, il lui manquera le caractère essentiel sur lequel nous avons particulièrement insisté : la répétition. Ici, en effet, tout est fini dans une seule secousse. Or, dans la plupart des tremblements de terre, les secousses se succèdent, absolument comme si la cause se régénérait*

Comment ces énormes tensions peuvent-elles aboutir à des chocs réitérés? On peut le concevoir de plusieurs manières, suivant l'hypothèse où nous nous sommes placés. Ainsi, dans Tune des cavités dont nous venons de parler, l'eau étant arrivée, avec le temps, à une température explosive, elle déplace brusquement quelques parois de sa prison. De là, une première secousse, suivie d'une expansion dans des crevasses ou des cavités voisines, qui possèdent moins de température et de tension. Puis cette diminution de pression dans le foyer primitif ayant eu lieu, les parois qui avaient cédé reviennent sur elles-mêmes et reprennent leur première position, pour céder encore lorsque le réservoir primitif aura réparé la tension perdue. En d'autres termes, les communications entre les cavités se rebouchent et doivent être débouchées plus tard par un nouvel effort. Cet écoulement de cavités en cavités qui, au lieu d'être continu, se fait par ruptures et soubresauts, pourra se reproduire un certain nombre de fois et se continuer ainsi jusqu'à épuisement du réservoir naturel. Toutefois le mécanisme n'est pas détruit. Après avoir ainsi fonctionné, et donné lieu à une période séismique, il pourra se recharger à la longue, par le phénomène d'alimentation qui vient d'être expliqué. C'est quelque chose d'analogue qui se passe dans les éruptions volcaniques, que sépare le laps de temps nécessaire pour qu'une alimentation lente recharge leur appareil. En outre, sous l'effet des pressions dont nous avons parlé et qui ne seraient que la continuation de celles qui ont formé des chaînes de montagnes, des réservoirs d'eau peuvent être brusquement déplacés et amenés ainsi en contact avec des masses à haute température.

Si l'on admet au-dessous de l'écorce terrestre l'existence . d'une mer de matières fondues, on aurait des phénomènes analogues, quand les roches hydratées viendraient, par

suite de ruptures de plafond, à tomber dans ces masses ignées.

La constitution géologique reconnue comme spécialement en rapport avec les tremblements de terre aurait donc pour effet de favoriser Talimentation en eau des régions profondes et chaudes, et en même temps de faciliter, par l'indépendance des voussoirs que les failles ont découpés, le mouvement que tend à leur imprimer l'expansion des vapeurs. Dans les pays voisins d'une bouche volcanique, les vapeurs produites parviennent à trouver leur issue. Dans les régions éloignées des volcans, elles sont plus gênées pour s'échapper, et cela explique l'étendue plus considérable sur laquelle les commotions se propagent, leur plus grande violence et les efforts souvent réitérés que la nature doit faire avant d'arriver au rétablissement du repos.

En résumé, les tremblements de terre des régions dépourvues de volcans paraissent dus aux effets d'une sorte d'éruption volcanique qui ne peut aboutir jusqu'à la surface et semblent dépendre, aussi bien que ceux des régions volcaniques, d'une cause unique : la vapeur d'eau, animée de la puissance énorme qu'elle acquiert dans les profondeurs de la croûte terrestre.

De là, cette autre conclusion, que le moteur de tous ces ébranlements formidables est toujours sous les pieds des habitants de bien des régions. Contre le danger permanent qui les menace, les hommes ont du moins l'heureux remède de l'oubli.