Influence séismogénique du relief et des principaux

accidents géologiques.

Les foyers d'instabilité ne se répartissent pas arbitrairement à la surface des pays à tremblements de terre : cette première recherche a permis de mettre dans beaucoup de cas les séismes en relation directe et évidente avec la géologie des régions ébranlées, et cette répartition une fois connue a permis de voir combien les phénomènes séismiques sont en étroite dépendance avec l'histoire géologique; elle fait nettement ressortir les caractères différentiels des régions, suivant l'importance de ceux qui les agitent ^

Par suite de sa simplicité, l'influence du relief est la première qui se soit dévoilée*. D'une façon générale, on peut dire que de deux régions contiguës, par exemple les deux versants d'une vallée, les deux flancs d'une chaîne de montagnes, les plaines et les hauteurs voisines, etc.y la plus instable est celle qui présente la plus forte

* De Montessas de Ballore. Introduction & un essai de description séismique du globe et mesure de la séismicité (Beitràge zur Geophysik, IV, 334. Leipzig, 1900).

■ Idem, Relations entre le relief et la séismicité (C. R, Ac, Se, GXX, 1183. Paris, 1895. Arch. se. ph. nat. de Genève, 15 sept. 1895).

pente moyenne, ou les plus grandes différences d'altitude, c'est-à-dire le plus grand relief relatif ou absolu. La raison en est sans doute que le relief estleplus souvent en raison de Timportance des dislocations, qui, soit par leur manque d'équilibre, soit par la continuation des efforts tectoniques qui les ont causées, appellent tout naturellement une plus facile production des tremblements de terre. Une telle loi était loin d'embrasser tout le problème; d'ailleurs, elle est seulement relative, et s'applique même dans les pays de faible séismicité. EUe suffit cependant pour faire soupçonner que les tremblements de terre sont en intime relation avec les principales vicissitudes géologiques, surrection des grandes chaînes de montagnes et creusement des océans.

Il est beaucoup plus malaisé de déterminer l'influence séismogénique locale, ou régionale, des principaux accidents tectoniques, plis^ sements, effrondements, surrections, failles, etc.^. Étant donné un tremblement de terre, pour être certain qu'il a été déterminé par l'un de ces accidents, il faut, si Ton ne veut pas faire d'hypothèse, vérifier que ses isoséistes, c'est-à-dire les courbes qui sur le terrain limitent les surfaces où il a atteint les divers degrés de l'échelle des intensités, présentent des formes allongées dont l'axe coïncide avec l'accident. Cela suppose des relations minutieusement circonstanciées, qui sont bien loin d'exister en nombre aussi considérable qu'il le faudrait. Cette coïncidence doit être assez parfaite pour dissiper toute espèce de doute. Il faut, en outre, que plusieurs tremblements de terre de la région présentent ce caractère. Si l'accident est d'une grande longueur, il arrive souvent que ce ne sont pas toujours ses mêmes parties qui jouent, et cette circonstance, si elle se reproduit un assez grand nombre de fois, augmentera la probabilité du rôle séismogénique à démontrer.

La plupart du temps, ce n'est pas ainsi que se présente le résultat des observations ; le plus souvent, on sait seulement qu'un certsûn nombre de points d'un pays ont été chacun le siège de séismes. Les épicentres, c'est-à-dire les foyers dont ils sont émanés, ou mieux leurs lignes épicentrales, ne sont pas connues, parce que les secousses modérées — et c'est le plus grand nombre — ne sont signalées que pour les villes importantes. Au voisinage de ces épicentres, plus apparents que réels, passe-t-il un plissement, une faille ? l'affirmation que l'accident a joué un rôle séismogénique est infiniment moins certaine que dans le cas précédent, à moins que les mêmes circonstances se reproduisent dans les pays où se ren-

* De Montessns de Ballore. Essai snr le rôle séismogéniqae des principaux accidents géologiques (Beitragezur Geophysik, IV, 21. Leipzig, 1903).

20 GÉOGRAPHIE SÉISMOLOGIQUË

contrent les mêmes accidents tectoniques, résultant de phénomènes géologiques analogues et contemporains.

D'éminents géologues ont appelé lignes de choc des lignes qui joignent sur les cartes des points connus pour être fréquemment épicentres de tremblements de terre. Cette notion est extrêmement féconde, si elle est maniée avec prudence, car elle permet d'assigner une cause à ces séismes, et si ces lignes coïncident, ne fut-ce qu' approximativement, avec un accident géologique. Elle ne diflfere pas, d'ailleurs, de la méthode précédente, essentiellement du moins. Malheureusement, elle donne lieu à de graves erreurs si on prolonge ces lignes arbitrairement à Textérieur des régions où elles ont un rôle séismogénique bien défini, et il n'y a pas de raison pour ne pas pousser ces prolongements fort loin, jusqu'à rencontrer d'autres épicentres, ce qui est toujours possible. C'est ainsi que Hôfer ' a mené jusqu'à Cologne la ligne de choc bien réelle de la vallée carinthienne de la Malta. Par une coïncidence assez remarquable, mais qui, en tout cas, ne dépasse pas ce qui pouvait advenir d'un certain nombre de lignes analogues, à peu de chose prës parallèles, et dont la direction se définit dans des limites assez larges, plusieurs autres de ces lignes passent aussi à proximité de l'Odenwald et de Cologne. En Carinthie même^ ces lignes n'ont pas toutes une signification tectonique déterminée. Cette première objection enlève déjà toute probabilité d'une dépendance réelle entre les centres fiéismiques de la vallée du Rhin et ceux de la province autrichienne. Par une méthode encore plus dangereuse, Hôfer a cru établir cette relation en mettant en pai*allèle les secousses qui ont, pendant de longs mois, ébranlé l'Odenwald à partir du mois d'octobre 1869 et les quelques séismes observés en Carinthie pendant cette même période. Les différences de temps des secousses comparées atteignent jusqu'à seize jours, chiffre qui suffit à faire condamner irrémédiablement la méthode. Il était nécessaire de montrer le point faible d*un procédé qui a donné lieu à des considérations géologiques et séismologiques du plus haut intérêt, mais qui pèchent malheureusement par la base.

Il arrive souvent que des tremblements de terre importants suffisent à en déterminer d'autres, plus faibles il est vrai, au voisinage, mais en dehors de la région pléistoséiste, c'est-à-dire du principal ébranlement. On leur a donné ' le nom très suggestif de tremble-

* Die Erdbeben K&rntens und deren Stosslinien (Denkschr, d. Mat, nat. wiss. Cl, d, K. Akad. d. WUs., XLII. Wien, 1880).

' A. Yon Lasaulz. Die Erdbeben (Kenngolts Handwôrlerbuch d. Miner, Geol. und Paleoni., l, p. 364. Breslau, 1885).

ments de terre de relai {Relaisbeben), tout d'abord employé par leé séismologues allemands. Lorsqu'ils sont une habituelle conséquence des chocs de la première région, on peut et même on doit établir entre eux une relation, dont la signification géologique ne sera peut-être découverte que plus tard, et c'est dans ce cas seulement que les lignes de chocs, sans caractère tectonique encore connu sur tout leur parcours, n'en conserveront cependant pas moins une réalité objective propre. Mais, là encore, la plus grande prudence doit être la règle; on conçoit en effet très bien qu'étant donnés deux accidents tectoniques non trop éloignés, si l'un est le siège d'un tremblement de terre, la mise en mouvement des couches affectées parle premier pourra, par un simple effet consécutif, déterminer par contrecoup la rupture d'équilibre de celles du second, qui, déjà préparée, n'attend plus qu'un faible effort pour se produire ; et alors le séisme de relai n'aura qu'une relation occasionnelle avec le premier.

Un autre écueil à éviter consiste à expliquer un tremblement de terre par l'existence d'une dislocation encore inconnue dans l'aire épicentrale, avec l'espérance que des recherches géologiques ultérieures la feront découvrir à une plus ou moins grande profondeur. C'est ce qu'a fait notamment Davison^ pour plusieurs séismes modernes de la Grande-Bretagne, et malgré l'autorité qui s'attache aux travaux de cet éminent séismologue, nous ne saurions souscrire à l'emploi de ce genre d'hypothèse.

Les séismologues anglais ont cherché à démontrer expérimentalement que les lèvres des failles sont le siège de mouvements relatifs, au moyen de mesures très délicates et d'installations permanentes'. Ces recherches n'ont pas abouti jusqu'à présent, mais leur insuccès ne prouve rien contre la réalité de ces mouvements lors des tremblements de terre, les premiers, origine et cause des seconds. Il eût été plutôt singulier que l'on fût justement tombé sur une faille encore séismiquement mobile, tant est considérable le nombre de celles qui sont arrivées à un repos parfait, et malgré le soin avec lequel Darwin * a choisi celle de Ridgeway (Dorsetshire) pour y exécuter ses mesures.

En résumé, la recherche des accidents géologiques à rôle sismogénique indiscutable est extrêmement délicate dans le détail, et c'est

* Ch. Davison. On the british earthquakes of the years 18891900 (Bettrdge zur GeopkyM, Y, 242. Leipzig. 1901).

' Clément Reid. Sélection of a fault and locality suitable for observations on earthmovements (Brit. Ass. for tkeAdvanc. ofSc.FifthRep. onseismol. invesi., 108, 1900) — H. Darwin. An Âttempt to detect and investigate and measure any relative movement of the npway, that may now be taking place at the Ridgeway Fault, near Strata Dorsetshire (Id., Six th. Rep., 13, 1901).

22 GÉOGRAPHIE SÉISMOLOGIQUE

là un terrain sur lequel on ne saurait s'avancer avec trop de prudence, d'autant plus que de tels accidents sont souvent très nombreux et très rapprochés les uns des autres dans les pays à tremblements de terre. Aussi, malgré bien des études dans ce sens, les cas où l'affirmative est possible sont-ils encore plutôt rares. On a cependant pu dégager ce résultat général que, toutes choses égales d'ailleurs, les phénomènes de plissement sont plus favorables à Tinstabilité séismique que les effondrements ou les surrections d'un caractère local, et ceux-ci plus que les failles et les fractures. Cette observation est bien d'accord avec l'influence du relief, puisque l'écorce terrestre doit surtout aux plissements ses plus importantes chaînes de montagnes.

Le facteur temps ne pouvait manquer d'intervenir. Et en effet, l'observation montre, conformément au simple bon sens, qu'un phénomène géologique a, dans des conditions identiques, d'autant plus de chance de se perpétuer sous forme de séismes qu'il est moins ancien. C'est ainsi, par exemple, qu'en Europe les plissements calédoniens, armoricains et alpins sont respectivement aséismiques, pénésismiques et séismiques. Les régions qu'ils affectent ont ressenti les 0,4 p. 100, 4,6 p. 100 et 86,4 p. 100 de 69315 secousses, tandis que les territoires non plissés, ou d'architecture tabulaire ne correspondent qu'à 8,6 p. 100 ^ Il est très probable que la même proportion se maintient, tout au moins dans le même ordre de grandeur, pour les autres parties du globe, et l'on ne saurait trouver une démonstration plus éclatante de l'influence séismogénique prépondérante des plissements sur la genèse des tremblements de terre. S'il était permis de penser que les mouvements orogéniques perdent leur vitalité proportionnellement au temps, ou, ce qui revient au même, que les couches dérangées et disloquées reprennent leur équilibre suivant une lenteur conforme à la même loi, on aurait là sous une forme inattendue un rapport des durées des diverses ères géologiques, ne différant d'ailleurs pas sensiblement des temps qu'on leur assigne généralement d'après les puissances relatives des

dépôts correspondants.

Toujours pour l'Europe, l'influence du temps se manifeste aussi en cherchant les n pour cent des séismes originaires des terrains archéens et primaires, secondaires, tertiaires et quaternaires, et Ton trouve par réduction à des surfaces égales, d'après les chiffres donnés parle général

* De Montessns de Ballore. La séismicité, criUriam de Tàge géologique d'ane chaîne ou d'une région (C. H. Ac. Se, CXXXVHI, 318. Paris, 1904).

de TUlo*, les nombres suivants respectivement: 18,3; 39,4; 42,3. Cette dernière généralisation, très probable en elle-même, nous conduit tout naturellement à parler de la mappemonde séismographique, synthétisant tout cet ouvrage.

S. — La mappemonde séismographique.

La mappemonde séismographique établie au moyen des catalogues de tremblements de terre conduit à un certain nombre de conclusions, qui intéressent la géologie générale et qui vont être exposées, en insistant sur ce point que ces résultats dérivent uniquement de Tobservation, sans théorie préconçue, de quelque espèce que ce soit. Il a suffi de la mettre en regard des cartes géologiques, et malgré les nombreuses lacunes existant encore pour les phénomènes étudiés par Tune et l'autre science, géologie et séismologie, les déductions tireront une partie de leur évidence du fait que, sur toute la surface du globe, des faits analogues de l'histoire des différents pays amènent des conditions presque toujours identiques quant à leur stabilité ou à leur instabilité. Il apparaît immédiatement que les régions séismiques, pénéséismiques et aséismiques ne se répartissent ni uniformément, ni arbitrairement à la surface du globe, et que leur distribution doit manifester d'intimes relations avec les grandes vicissitudes d'ensemble de la surface terrestre ; de la même façon, la distribution des foyers d'ébranlement dans les différents pays a conduit, ainsi qu'on l'a vu, à découvrir l'influence séismogénique du relief et des principaux accidents géologiques locaux. Il y a plus, ces nouvelles conséquences de la dépendance entre les phénomènes séismiques et géologiques acquerront peut-être un caractère plus décidé de certitude que certaines de celles qui font dépendre tel ou tel foyer d'ébranlement des dislocations locales les plus voisines, et qui seront ultérieurement détaillées dans tout le cours de cette géographie séismologique.

La description séismique du globe, telle que nous l'avons exécutée de 1890 à 1903, a conduit à un résultat important, à savoir l'indépendance entre les phénomènes séismiques et volcaniques, ce qui complète l'indépendance de ces derniers et des failles ou fractures préexistantes énoncée par Branco, mais encore combattue ^ Cette

' Superficies absolues et répartition relative des terrains occupés par les principaux groupes géologiques (C. R. Ac. Se, GXIV, 246. Paris, 1892).

• W. Branco. Neue Bewcise fur die Unabh&ngigkeit der Vulkane von pr&existirenden Spalten {Neues Jahrbuch f. Min, GeoL u. Paleont., 1898, Bd.l, 135).

24 GÉOGRAPHIE SËISMOLOGIQUE

observation n'exclut pas l'existence de séismes d'origine volcanique, elle signiQe seulement que les régions séismiqnes ne sont pas généralement situées au voisinage des volcans actifs ou éteints, et que les évents éruptifs se rencontrent aussi bien dans des régions pénéséismiques ou même aséismiques. Dans cet ouvrage, on ne s'astreindra pas à signaler tous les cas où cette indépendance est manifeste, on se contentera des plus typiques.

Un autre résultat plus inattendu est qu'une statistique, portant en 1903 sur 459781 séismes, nous a conduit^ à la loi suivante :

Lécorce terrestre tremble à peu près également et presque unique-ment le long de deux étroites zones^ qui se couchent suivant deux grands cercles (dans le sens géométrique du mot) faisant entre eux un angle d environ QT. Le cercle méditerranéen ou alpino-ccuicasien-himalayen (53,54 p. 100 des séismes), et le cercle circumpacifique ou ando'japonais-malais (41,08 p. 100 des séismes). Ces deux zones coïncident avec les deux plus importantes lignes de relief de la sur^^ face terrestre.

Ces deux grands cercles ont pour pôles les points 45^ 45' N. 150^30' W. Gr. et 35^ 40' N. 23* 10 E. Gr.

Cette relation purement géométrique appelait une interprétation géologique. Elle se lit immédiatement sur une mappemonde :

Les zones renfermant les régions séismiques coïncident exactement avec les géosynclinaux de F époque secondaire, tels que les a figurés Haug dans son mémoire bien connu : Les géosynclinaux et les aires continentales *.

C'est bien là une loi synthétique générale, mettant nettement les séismes sous la dépendance directe des principaux mouvements récents de Técorce terrestre, puisque c'est le long de ces zones qu'ils ont atteint leurs plus grandes amplitudes positives ou négatives. Conséquence exclusive de la pure statistique, et, par suite ne relevant que de l'observation sans l'introduction d'aucune hypothèse, cette loi peut s'énoncer ainsi :

Les géosynclinaux [bandes les plus mobiles de la surface ter-restre), où les sédiments déposés sous les plus grandes épaisseurs ont été énergiquement plissés^ disloqués et relevés à l'époque tertiaire, lors de la formation des principales chaînes actuelles, {ou géanticli^ naux)j renferment à eux seuls, à deux ou trois exceptions douteuses

* Loi générale do la répartilion des régions séismiques instables & la surface du globe {Berichle d, /i'«», inlem. Konfei^enz zu Strassburg, 325, 1903). — Sur l'existence de deux grands cercles d'instabilité séismique maxima (C. R. Ac. Se, GXXXVI, 1707. Paris. 1903).

• Bull. Soc. géol. France. 3« série, XXVIII, 633.

i;}TRODUCTION 2S

prèSf toutes les régions séismiques (dans le sens que nous avons donné à ces deux mots), qui, par conséquent les caractérisent.

L'instabilité séismique ne pouvait être uniforme le long de ces bandes, à cause du non-synchronisme des mouvements de leurs diverses parties et de leurs différences d'amplitude. Elles renferment donc çà et là des régions pénéséismiques, parfois même aséismiqueSy dont la raison d'être se découvre, ou se découvrira plus tard, dans le détail de Thisloire géologique. Souvent aussi la séismicité, déjà en rapport avec le plus ou moins d'ancienneté des mouvements et l'importance absolue ou relative du relief émergé ou immergé, se montre encore en proportion de la puissance des sédiments relevés, ce qui est tout simplement une autre expression de la loi de l'influence séismogénique du relief.

Dans bien des cas, les régions séismiques particulières épousent nettement le tracé des géosynclinaux de second ordre, attestant ainsi plus étroitement encore leur liaison avec les mouvements ultérieurs nés au sein des géosynclinaux.

Les géosynclinaux plus anciens qui, à des époques géologiques, ont donné lieu à des chaînes plissées maintenant arasées et à peine discernables dans leur état actuel de pénéplaines, présentent des régions pénéséismiques, restes d'anciennes régions séismiques tendant à la stabilité; tandis que les aires continentales, — au sens de M. Haug, — que leur architecture tabulaire démontre n'avoir jamais été que le siège de mouvements d'ensemble, de faible amplitude relative et sans grands dérangements des couches sédimentaires sousjacentes, sont très généralement aséismiques, ou à peine pénéséismiques dans des cas particuliers souvent explicables. Ainsi, l'on peut dire d'une façon abrégée que :

V architecture plissée des géosynclinaux est instable y à l'inverse de r architecture tabulaire des aires continentales ^ et cela, vraisemblable^ ment 9 a été vrai à toutes les époques géologiques.

Telle est la loi qui dominera dans cet Essai de géographie séis^ mique, qu'il est donc rationnel de diviser en quatre parties correspondant aux aires continentales et aux géosynclinaux de M. Haug. Ce sont, avec les nombres correspondants de séismes et les p. 100 du total :

26 GÉOGRAPHIE SÉISMqLOGIQUE

MOIIBRB P. 100.

de séismes.

i Continent sino-sibérien. . . . 3 479 2,03 Continent australo-indo-mal-

gâche 374 0,22

Continent africano-brésilien *■ . 457 0«27

VLe Pacifique 2033 1,19 I