TREMBLEMENTS DE TERRE

foule d'instruments et en particulier le microphone. Ces mouvements sont irréguliers et dus à des causes accidentelles ou périodiques. et on les attribue alors aux variations régulières de la température, de la pression barométrique et même aux marées. On donne cependant plus particulièrement le nom de tremblements de terre à des chocs souterrains souvent assez faibles, mais parfois aussi de la plus extrême violence, et qui se propagent à travers la croûte terrestre par une ondulation accompagnée de bruits particuliers et d’une autre ondulation simultanée qui parcourt l'atmosphère. [ls se manifestent par des secousses dans le sens vertical et dans le sens horizontal et ont lieu sur terre comme sur mer.

Les tremblements de terre semblent avoir leur point de départ en un centre ou foyer d’ébranlement placé dans l'intérieur du sol à une distance qu’il a été possible de calculer et qui est remarquablement faible, quoique variable, car parfois elle n’est que de 11 ou de 48 kilomètres et n’a jamais dépassé 48 kilomètres.

La vitesse d’ébranlement dépend de la nature géologique du sol : elle a varié depuis 885 et 590 mètres par seconde pour le tremblement de terre de l’Allemagne du Nord en 1843, jusqu’à 131,50 pour celui du Pérou, en 1868. On voit qu’elle est différente dans les diverses directions pour une même secousse. La vitesse de l'onde à travers lOcéan à pu servir à calculer la profondeur de celui-ci comme on l’a fait pour le tremblement de terre d’Arica en 1868, qui s’est propagé avec une vitesse comprise entre 146,50 et 216 mètres par seconde et celui de Simoda, au Japon, en 1854, qui parvint en Californie avec une vitesse moyenne de 185 mètres qui est à peu près celle de l’onde de marée autour de la terre.

La durée des secousses peut n'être que de quelques secondes : d’autres fois, elle se continue en une série de mouvements à intervalles très rapprochés et sans interruption pendant près de quatre années, comme dans le cas du tremblement de terre de Calabre de 1783 à 1786. L’aire d'activité, tantôt restreinte à un faible espace de terrain, prend quelquefois d'énormes proportions car le tremblement de terre de Lisbonne, en 1755, se fit sentir sur une ‘étendue quatre fois plus grande que l’Europe. Cette aire est limitée par une courbe grossièrement elliptique ou polygonale.

Lorsqu'un tremblement de terre se propage à travers POcéan, il donne lieu à une onde qui s’avance en une sorte de vague haute de

10, 20 et même 27 mètres, qui semble aspirer l’eau en avant de sa marche; il en résulte qu'avant qu’elle n’aborde un continent, la mer se retire pendant un temps variant de 5 à 35 minutes, quelquefois 9% heures. Pendant le tremblement de terre de Pisco, en 1690, elle recula de 15 kilomètres pour ne revenir qu'au bout de trois heures. Alors, elle se précipite contre la terre en une énorme vague qui exerce les plus terribles ravages, submergeant tout, comme au tremblement de terre de Lisbonne où périrent 30 000 personnes, et, lorsque le fléau à passé, des pans de montagne se sont effondrés, le sol est coupé de crevasses béantes, les édifices sont détruits, les fonds sous-marins se sont modifiés d’une façon permanente, les lignes de rivage se sont changées car certaines portions du sol ont émergé tandis que d’autres ont été englouties sous les eaux. A Chittagong, au Bengale, en 1762, soixante milles carrés disparurent ainsi. Les navires en pleine mer se bornent à ressentir une secousse comparable à un tressaillement où au choc contre un haut fond.

Les régions les plus visitées par les tremblements de terre sont les régions volcaniques aussi bien continentales que maritimes; parmi ces dernières, on cite le voisinage de l’île de Juan Fernandez, sur la côte du Chili, et une zone de l'Atlantique à peu près en ligne droite comprise entre les Açores, les îles du Cap Vert et Ascension, où ont été ressenties fréquemment des secousses et notamment en 1806, 1811, 1824, 1836, 1867 et 1878.

Les causes des tremblements de terre sont muitiples et il est bien difficile, dans un cas donné, de savoir à laquelle d’entre elles attribuer l'événement. Il est certain qu'ils se rattachent au volcanisme et résultent des contractions qu'éprouve la croûte terrestre pour s'adapter à la diminution de volume subie par le noyau incandescent par suite du refroidissement. A ce titre, ils constituent l’un des phénomènes de la formation des montagnes et il est à remarquer qu'ils sont fréquents dans les contrées où les montagnes ont acquis leur dernier relief à une époque plus récente. Quelquefois aussi ils sont dus à des explosions de vapeurs provenant de masses d’eau arrivées en contact avec les matières intérieures à température élevée ; enfin, on les attribue encore à l’écroulement brusque de cavernes que les eaux ont pratiquées par dissolution dans le sol.

Des stalistiques ont appris que la fréquence des secousses variait

avec les phases de la Lune, qu’elle était plus grande en hiver qu’en été et quand le baromètre est bas que lorsqu'il est haut. Quoi qu'il en soit, la croûte terrestre est agitée par ces secousses beaucoup plus qu'on ne le soupçonne généralement. M. Fuchs! en a catalogué 1184 pour la seule période écoulée entre 1865 et 1873 et, durant cetintervalle, il a constaté que pas un seul jour ne s’était passé dans le repos. Ce fait servira à expliquer certains phénomènes relatifs à la répartition des matières meubles au fond des océans.

Le niveau océanique ?. — Pendant longtemps, la stabilité et luniformité du niveau océanique actuel n’ont fait l’objet d’aucun doute ; on avait choisi ce niveau comme point de repère immuable des nivellements terrestres, comme plan uniforme de pression barométrique normale et lon attribuait à des-soulèvements ou à des affaissements, c’est-à-dire à des oscillations lentes de lécorce terrestre, toutes les traces constatées qui s’expliquaient d’une façon plus où moins plausible par une émersion ou une immersion.

Il n’en est pas toujours ainsi et, dans bien des circonstances, indépendamment des phénomènes tels que les marées, les vents ou les courants susceptibles de le modifier d'une façon passagère, le niveau de l'Océan subit des oscillations variables en des points parfois très rapprochés. Déjà, quand on avait connu le fait de Pattraction spé-

‘ Fuchs, Les volcans et les tremblements de terre, Paris, 1878.

* La science s'occupe beaucoup actuellement du niveau de l'Océan et, s’il est probable que les travaux des géodésiens et des ingénieurs ne tarderont pas à élucider ce problème important, il n’est pas moins vrai qu’on n’est pas encore aujourd’hui arrivé à un résultat délinitif. Aussi nous bornons nous à exposer la théorie admise jusque dans ces derniers temps. Dans une communication faite devant le Congrès de géographie qui s’est tenu à Paris en 4889, le commandant Deflorges, du service géographique de l’armée, a montré que les mesures d'intensité de la pesanteur par le pendule étaient entachées d'erreurs dont quelques-unes venaient d’être découvertes et avaient été prises en considération pour la correction des résultats mais dont d’autres, seulement soupconnées, n’élaient pas encore évaluées. Il en résulterait que les divers instruments employés par les observateurs ne sont point comparables entre eux et il en est forcément de même pour l’évaluation relative du niveau océanique en des points différents, conséquence immédiate des observations du pendule, Pendant le même congrès, ainsi qu’au Congrès de géodésie, M. Lallemand, ingénieur attaché au nivellement de précision de la France, a émis l’opinion que les différences de niveau entre des mers différentes ou des portions différentes d’un même océan sont beaucoup moindres qu'on ne Pavail supposé et que par exemple la différence de niveau entre l'Atlantique et la Méditerranée au lieu dêtre comprise entre 0w,70 et À mètre comme on le croyait, ne dépassait pas en réalité un à deux décimètres. Ces questions sont d’ailleurs plutôt du domaine de la géodésie que de celui de l’océanographie proprement dite.

ciale qu’exerce une montagne sur le fil à plomb, on en avait conclu que le niveau de la mer étant perpendiculaire à la direction du fil à plomb, devait forcément différer de la surface d’un ellipsoïde de révolution; mais le premier, Saigey !, en 1842, calcula que le niveau devait être relevé au contact des côtes et 1l évalua cette élévation à 36 mètres en moyenne pour l’Europe, à 144 mètres pour l'Asie, à 172 mètres pour l'Afrique, à 54 mètres ‘pour l'Amérique du Nord et à 76 mètres pour Amérique du Sud.

Ces variations de niveau ont des causes multiples.

La masse totale des eaux appartenant au globe terrestre diminue. Les minéraux, principalement ceux si abondants qui contiennent du fer, tendent à s’hydrater c’est-à-dire à constituer avec l’eau des combinaisons indestructibles par les phénomènes chimiques naturels ; l’eau ainsi immobilisée, devenue en quelque sorte solide, pétrifiée, reste éternellement dans cet état. Il en est de même des oxydations. La plupart des corps simples se combinent à Poxygène en présence de l’eau. On sait combien la nuance rouge des terrains est commune. Il se produit donc une suppression constante d’eau à la surface du globe et, par conséquent, un abaissement du niveau de l'Océan. Mais cette cause agit avec une lenteur extrême et, si l'exemple de la Lune, astre mort par suppression complète de toute humidité, montre que le phénomène doit être pris en considération au point de vue séologique de lavenir de notre planète, il ne possède aucune influence sur la condition des mers actuelles.

La surface d’un liquide dépend de l’ensemble des forces auxquelles sont soumises les molécules qui constituent celui-ci. Dans le cas d’un liquide abandonné à lui-même, ces forces sont surtout celles de la gravitation qui s’exercent en raison directe des masses et en raison inverse des distances qui séparent ces masses. Si la Terre était uniformément couverte d’une couche d’eau très profonde, la surface de l’Océan serait rigoureusement un ellipsoide aplali. Considérons la portion de mer voisine des rivages. En un point quelconque de cette

1 Saigey, Petite physique du globe dans de Lapparent, Le niveau de la mer, conférence faite à la Société de géologie. Bulletin de la Société de géologie de France, 3e série, {. XIV, p. 368.

zone, les molécules sont sollicitées d’une part par la masse des eaux océaniques de densité à peu près égale à 1 et, d'autre part, par les portions solides continentales dont la densité est 2,7 environ. Cette différence est assez notable pour dévier un fil à plomb librement suspendu en ce point et l’attirer du côté de la Terre. Il en résulte que le niveau des eaux, c’est-à-dire le plan tangent à la surface qui est perpendiculaire à la direction du fil à plomb, sera relevé et remontera de l’Océan vers la Terre. On a souvent remarqué que la valeur trouvée pour la différence de latitude, entre deux lieux situés l’un dans l’intérieur des terres et l’autre au bord de la mer ou près d’une grosse montagne, est différente si on la mesure au moyen des distances zénithales d’une même étoile ou par une triangulation. Bruns! a calculé qu’un massif continental ayant de 420 à 550 mètres d'altitude moyenne, bordé par une mer dix fois plus profonde, entraîne pour la verticale une déviation de 107 secondes d'arc, dont 93 résultent du contraste de la densité de la terre ferme avec celle de l'Océan, tandis que 14 représentent l’action propre de la masse émergée.

M. Germain ? a reconnu qu'à l'observatoire du mont Gros, près de Nice, l'attraction de la verticale ést de 16”,6 vers le nord; à Sant- Raphaël, de 12”,7 ; à l'Observatoire de la marine, à Toulon, de 14"; au nouvel observatoire national de Marseille, de 7”, dans un plan faisant avec le méridien un angle d'environ 45°, compté du nord vers l’est. Sur la côte sud de France, le continent attire la verticale comme si l’attraction était exercée par un point situé au nord de Nice, dans le massif des Alpes. Il faut cependant remarquer que les déviations ne décroissent pas régulièrement à mesure que lon s'éloigne de ce centre fictif d'attraction en marchant de l’est à l’ouest, car à Toulon la déviation a été trouvée plus forte qu’à Saint-Raphaël. Peut-être, par suite de la disposition des lieux et, en particulier, de la proximité des montagnes qui dominent Toulon, existe-t-il une action locale qui vient s’ajouter à l’attraction générale.

La différence de niveau des mers peut donc se mesurer par la

! Bruns, Figur der Erde, ein Beitrag zur Europæischen Gradmessung, Berlin, : A. Germain, Détermination de la déviation de lu verticalé sur les côtes sud de France, Annales hydrographiques, 2e série, 4886, VILLE, 419,

déviation du fil à plomb ou, ce qui revient au même, par l’observation du pendule.

Si la terre était une sphère homogène, un même pendule dévié de sa position d'équilibre y reviendrait en accomplissant partout le même nombre d’oscillations pendant le même temps. Si la terre, supposée homogène, est un ellipsoïde de révolution ainsi que Newton l'a admis et que Clairaut a cru le démontrer rigoureusement, comme les points situés à l'équateur sont plus éloignés du centre que ceux voisins du pôle, la force de la pesanteur qui agit sur le pendule sera plus grande au pôle qu'à l'équateur, elle y ramènera plus puissamment le pendule à sa position d'équilibre, de telle sorte qu’un même pendule accomplira plus d’oscillations en un même temps au pôle qu'à l’équateur. Inversement si l’on s’astreint à faire battre à ce pendule la seconde de temps, c’est-à-dire à lui donner une longueur telle qu’il puisse exécuter exactement 60 X 60 X 24 — 86 400 oscillations par jour de 24 heures, il faudra ralentir son mouvement au pôle et l’accélérer à l’équateur ou, en d’autres termes, augmenter sa longueur au pôle et la diminuer à l’équateur. Or, l'expérience a prouvé que la longueur du pendule battant la seconde était:

AO pole 1e NE OO O0 bmne RES AMP ATIS NC PES A RER pan NO OS RE GARE AlÉquatenre Ne a SE NO O NON

Nous négligeons l’action de la force centrifuge due au mouvement de rotation de la Terre, qui agit en sens inverse de celle de la pesanteur sur le pendule et qui est maximum à l’équateur. Cette force centrifuge, dont on peut d’ailleurs tenir compte dans les calculs, est, comme l'ont démontré Newton et Huyghens, le 1/289 seulement de la pesanteur, c’est-à-dire très faible relativement à celle-ci.

En résumé, la longueur exacte du pendule battant la seconde étant supposée être uniquement fonction de la latitude, peut être connue d'avance. En admettant que notre planète soit un ellipsoïde de révolution parfait et que la surface de la mer soit de niveau, c’est-à-dire partout à la même distance du centre, cette longueur de pendule devra être identique en tous les points situés au bord de la mer et sur le même parallèle. S'il en est autrement, si le niveau des eaux

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est tantôt plus éloigné et tantôt plus rapproché du centre, un pendule, préalablement réglé pour battre exactement la seconde au lieu considéré, oscillera plus vite c’est-à-dire fera par jour plus de 86 400 oscillations, si le lieu est plus bas, plus près du centre, et en fera moins de 86 400 si le lieu est plus haut, c’est-à-dire plus loin du centre. Connaissant l’excès ou la différence entre le nombre de secondes réellement battues par le pendule et 86400, on aura les données nécessaires pour calculer la différence existant entre les rayons menés de ces points au centre de la Terre.

En 1868, M. Fischer! mit en pleine lumière l’attraction exercée sur le fil à plomb par les continents et il l’estima, par le calcul, à une moyenne de 70 à 80 secondes d’arc correspondant à une surélévation totale de 560 à 640 mètres et qui atteint même parfois 850 mètres. Il vérifia ce résultat pour observation du pendule. Il admit que la différence de 1 oscillation par 24 heures du pendule possédant la longueur exacte théorique pour battre la seconde au lieu considéré, valait 122 mètres. Comme le pendule exécute 3 oscillations de moins à Calcutta et 4,8 à Madras que sur l’île Minicoy, l’une des Maldives, qu'en moyenne il exécute 9,3 oscillations de moins au bord des continents qu’au milieu des océans, cette variation se traduit par une ascension d'environ 1000 mètres le long des côtes.

En 1875, M. Listing ? trouva que la mer des Caraïbes et la côte nord-est de l'Amérique du Sud devaient dépasser de 500 mètres le niveau sphéroïdal moyen de la terre tandis que l'Atlantique serait déprimé de 847 mètres à Sainte-Hélène et que le Pacifique subirait une dépression de 1309 mètres aux îles Bonin-Sima. La forme de notre planète n’est donc pas un ellipsoïde de révolution mais un solide auquel on donne quelquefois le nom de géoïde.

M. Faye a voulu attribuer laccélération de la marche du pendule dans les îles à une épaisseur de la croûte solide, plus grande audessous des mers dont la température de fond est voisine de zéro, qu'au-dessous des continents où la température augmente de 1 degré par 80 à 55 mètres de profondeur. Cette augmentation d'épaisseur serait un effet de la conductibilité thermique des roches. L’hypo-

! Fischer, Untersuchungen über die Gestall der Erde. Darmstadt, 4858, in de Lapparent, loc. cit.

Nachr. d. k. Gesellsch. d. Wissensch. Güttingen, 1873. p. 9, in de Lapparent, loc. cit.

thèse a été combattue par M. de Lapparent, qui a cité l'exemple du sol de la Sibérie constamment gelé, même à la surface, et au-dessus duquel le pendule ne manifeste aucune accélération.

Quelques savants! ont pensé que le remplissage continuel du bassin océanique par les détritus amenés par les rivières et provenant de l’érosion continentale, devait exhausser le niveau des eaux. Cette variation serait surtout notable dans les mers ayant un bassin à peu près fermé, limité par des terres basses et recevant une grande quantité de sédiments par les fleuves qui sy déversent. Ces conditions sont présentées par l'Océan arctique. Il est certain que le phénomène doit se produire et que, toute matière solide entrée dans l'Océan y demeurant à jamais, le niveau s’exhausse sans cesse. Néanmoins cet effet, contrebalancé d’ailleurs par une foule de causes, s'exerce avec une telle lenteur qu'il en devient insignifiant.

Lorsque, sur une même nappe liquide, deux points supportent des pressions différentes, ils prennent une position d'équilibre telle que les hauteurs des colonnes d’eau dont ils forment la surface sont inverses des pressions supportées. C’est pourquoi les variations barométriques modifient temporairement le niveau de la mer en un même lieu. Un abaïissement de 1"® dans la colonne mercurielle produit une élévation de 13,6% du niveau de l’eau et inversement. Au milieu de janvier 1882, tandis qu'une pression de 718-780mm (réduite à 0° et au niveau de la mer) régnait sur la Méditerranée entière, on a constaté à Antibes et sur la côte voisine un abaissement du niveau de la mer de 0,3". Il est vrai que le violent vent du nord qui soufflait alors pouvait avoir une part dans cet abaissement. Les lois de ces phénomènes qui se rapportent aux seiches, ont été étudiées sur les lacs de la Suisse et, en particulier, sur le lac Léman. L'existence dés seiches a été en outre reconnue dans la Méditerranée, à Cette, à Malte et ailleurs.

Un apport quelconque d’eau douce en un point de l’Océan, soit par les pluies, soit par la décharge d’un fleuve, agit de la même façon : en diminuant la densité de l’eau, il en élève le niveau. L'évaporation au contraire, augmentant la densité, abaisse le niveau. M. Bouquet

! Züppritz, Pogg. Ann, N. F., Band XI, 1880, p. 1016.

de la Grye ‘, en basant ses calculs sur les densités prises à bord du Travailleur dans le golfe de Gascogne et à l'embouchure du Rhône, a trouvé que le niveau de l'Atlantique vers l’embouchure de la Gironde est à 0,72 plus haut que le niveau de la Méditerranée. Dans cette dernière mer, le niveau est plus bas à Nice qu’à embouchure du Rhône ; enfin, le niveau de la Baltique est plus élevé de quelques centimètres que celui de la mer du Nord. Comme tous les cours d’eau se déversent le long des continents, on peut dire que, de ce chef, le niveau y sera plus élevé qu’en haute mer et cet effet ajoutera encore aux valeurs des dénivellations calculées par l'observation du pendule.

Quand les vents soufflent constamment dans une même direction, ils accumulent les eaux contre la terre et élèvent ainsi leur niveau. Entre la côte du Holstein et Memel, sur la Baltique, on a constaté par comparaison avec des repères placés sur terre et reliés topographiquement entre eux une différence de niveau moyen de 0,5" en faveur de Memel. L’eau semble s’entasser dans l’est ce qu’on attribue à la prédominance des vents d’ouest. Le niveau est même modifié durant le cours de l’année. Par les vents d’ouest, la mer s'élève sur les côtes de Courlande et de Prusse et par les vents d’est sur celles du sud de la Suède, du Holstein et du Mecklembourg. La Méditerranée est moins élevée de 0,8% que la mer Rouge à Suez à marée haute, tandis qu'à marée basse, les deux niveaux sont les mêmes. Cette dernière mer étant très allongée du nord-ouest au sud-est, son niveau moyen dans sa partie septentrionale jusqu'aux deux tiers de sa longueur, varie de 0,6" selon le vent. Par les vents du nord secs (d'avril à novembre), il est plus bas que par les vents du sud (mai à octobre). Il se peut cependant que l’évaporation joue un rôle dans ce résultat.

Les tempêtes rendent cet effet d'amoncellement des eaux particulièrement remarquable et même dangereux. Pendant la tempête du 12 au 14 novembre 1872, le niveau de l’eau monta de 3 mètres à 3,om sur les côtes du Mecklembourg et du Holstein. Dans la mer du Nord, ces flots de tempêtes arrivent en moyenne 50 fois par siècle et surtout (71 p. 100) par vent du nord-ouest; le niveau s'élève

! Bouquet de la Grye, Recherches sur la chloruration de l'eau de mer, Annales de chimie et de physique, 5° série, t. XXV, 1882.