CHAPITRE XXII

Généralités. — Effets visibles des tremblements de terre. — Étude méthodique des sismes. — Sismographes et sismogrammes. — Causes des tremblements de terre. — Répartition géographique des sismes et relations avec les dislocations de Técorce terrestre.

Généralités. — Si les phénomènes orogéniques ne sont pas entièrement éteints à la surface du Globe, il est évident qu'ils se manifestent encore de nos jours par des modifications lentes ou brusques du relief terrestre et par des mouvements qui doivent être perceptibles d'une manière ou d'une autre. C'est précisément ce qui se produit et, de plus en plus, s'impose à nous la certitude que les tremblements de terre ne sont autre chose que des mouvements de l'écorce terrestre, assimilables en tous points aux mouvements orogéniques.

Cette idée n'est d'ailleurs pas nouvelle, nous la trouvons exprimée par Bernard Palissy dès 1563 dans les termes suivants* : « Ledit feu se nourrit et entretient ainsi sous la terre; et advient souvent que par un long espace de temps aucunes montagnes deviendront vallées par un tremblement de terre ou grande véhémence que ledit feu engendrera, ou bien que les pierres, métaux, et autres minéraux qui tenoyent la base de la montagne se brusleront et en se consommant par feu, ladite montagne se pourra incliner et baisser petit à petit : aussi autres montagnes se pourront manifester et eslever, pour l'accroissement des roches et minéraux qui croissent en icelles, ou bien il adviendra qu'une contrée de pays sera abysmée ou abaissée par un tremblement de terre, et alors ce qui restera sera trouvé montueux*. > Dans ce passage de la « Recepte véritable » notre

1. Les œuvres de Bernard Palisst, publiées d'après les textes originaux, avec une notice..., par Anatole Frange, p. 49. Paris, 4880.

2. C'est déjti, sous une forme naïve, la notion du « horst ».

grand céramiste était plus près de la vérité que maint géophysicien moderne, car il entrevoyait déjà la corrélation qui existe entre les effrondrements et les phénomènes volcaniques, entre les mouvements orogéniques et les tremblements de terre.

Le but principal du présent chapitre est de mettre en évidence cette corrélation, encore méconnue par certains. Le phénomène sismique lui-même ne peut être étudié ici que d'une manière tout à fait sommaire, car il fait aujourd'hui l'objet d'une science indépendante, la Sismologiey dont les méthodes et les résultats sont exposés dans de fort bons ouvrages [7, 8, 10, H, 15, 16], au premier rang desquels il convient de placer deux récents volumes de F. de Montessus de Ballore [17, 20], d'une lecture si instructive aussi bien pour le géologue que pour le physicien. Nous y avons fait des emprunts nombreux.

On décrira d'abord très rapidement les effets les plus apparents des tremblements de terre, on indiquera ensuite quelques-unes des méthodes qui permettent de serrer d'un peu plus près les lois qui régissent ces phénomènes, et c'est ensuite que pourra être abordé le côté vraiment géologique de la question.

Effets visibles des tremblements de terre. — Les tremblements de terre ont de tous temps frappé l'imagination des peuples en raison des terribles désastres causés par quelques-uns d'entre eux. Pour celui de 526 de l'ère chrétienne, qui affecta le littoral méditerranéen, les évaluations du nombre des victimes varient de 100 000 à 200 000. Celui de Lisbonne, en 1755, dont les dégâts furent plus localisés, causa la mort de 30 000 personnes. 60 000 habitants de la Sicile périrent lors du tremblement de terre de 1693. Le Japon est le théâtre de désastres si fréquents qu'une statistique remontant jusqu'à l'an 416 de notre ère donne une moyenne d'un désastre tous les six ans et demi. Il est vrai que, dans les catastrophes qui ravagent ce pays, une part importante revient aux vagues sismiques ou tsunamis, sortes de raz de marée, dus en général à des tremblements de terre sous-marins. Ainsi le tsunami du 15 juin 1896 a fait officiellement 30 000 victimes, sur une étendue de côtes de 700 milles.

Si tous les désastres sismiquos n'accusent pas un chiffre de victimes aussi élevé, les dégâts matériels causés par les grands tremblements de terre sont presque toujours plus ou moins considérables, ils vont depuis la formation de simples lézardes dans les murs jusqu'à la destruction complète des bâtiments.

L'examen attentif des dégAts causés permet déjà de se rendre compte de la nature des secousses qui ébranlent le sol.

Le fait que des objets volumineux sont quelquefois projetés en Tair à d'assez grandes hauteurs montre que, dans certains cas, les secousses sont verticales; on les a qualifiées de sussuUoires,

Le plus souvent les secousses paraissent se produire dans un plan horizontal, suivant une direction déterminée, qui se traduit par le sens dans lequel s'effectue la chute des édifices, en particulier des clochers, des colonnes, etc. Mais on a observé des cas assez fréquents, où plusieurs piliers d'un même bâtiment ont été renversés dans des directions différentes. Il ne faut donc pas attacher une trop grande valeur aux indications fournies sur la direction des secousses par les dégâts causés aux édifices; encore moins convient-il de se fier aux impressions personnelles des observateurs, qui, presque toujours, sont influencées, comme Ta montré F.-A. Forel, par l'orientation des murs de façade, la direction du tremblement de terre étant, neuf fois sur dix, indiquée comme parallèle ou perpendiculaire à l'alignement d'une rue.

On s'est aussi maintes fois basé sur des mouvements de rotation subis par des piliers, des obélisques ou des statues, pour affirmer la nature rolatoire ou tourbillonnante d'une secousse, mais ces déplacements s'expliquent très bien par des poussées tangentielles.

En réalité, comme le montrent des expériences récentes, réalisées en faisant détoner des explosifs, les ébranlements affectent des directions beaucoup plus complexes qu'on ne pourrait le croire. Les particules ébranlées oscillent suivant de nombreuses directions avant de retrouver leur position de repos. Il existe seulement une élongation maximum des multiples oscillations causées par l'ébranlement; c'est, en général, le grand axe de la courbe plus ou moins elliptique qui enveloppe la projection horizontale de toutes les trajectoires. Le modèle ci-dessous (fig. 134), dû à Seikei Sekiya, représente les oscillations extrêmement compliquées d'un point de la surface terrestre lors du tremblement de terre de Tokyo du 15 janvier 1887.

Cette notion de l'élongation maximum, si bien mise en évidence par F. de Montessus de Ballore [20, ch. II], permet de se rendre compte pourquoi, dans une ville dévastée, les façades orientées suivant une direction déterminée ont été épargnées à l'exclusion de toutes les autres. Ce sont celles qui possèdent la direction de l'élongation maximum. Il peut arriver que, dans une localité donnée, cette direction reste constante, non seulement lors des secousses successives

d'un même tremblement de terre, mais encore lors des tremblements de terre qui affectent cette localité à des intervalles souvent considérables. Il y a là une précieuse indication pour Tavenir, dont doivent s'inspirer les architectes en reconstruisant une ville détruite. Il est rare qu'un grand tremblement de terre soit un phénomène isolé; généralement, il est suivi d'un certain nombre d'ébranlements successifs, dont l'intensité et la fréquence décroissent d'une manière plus ou moins régulière. Ces répliques peuvent se produire pendant des mois et quelques-unes d'entre elles occasionnent des dégâts comparables à ceux de la secousse principale. Inversement, celle-ci

Fig. 134. — Modèle d'une partie de la trajectoire d*un point de la surface terrestre lors du tremblement de terre de Tokyo du 15 janvier 1887 (d'après Sbikbi Sbkiya, figure extraite de F. de Montessus de Ballorb, la Science séismologiqae).

est précédée de secousses prémonitoires , presque toujours d'une faible intensité et d'une durée moindre que la période des répliques.

Dans certains cas, il n'existe pour ainsi dire pas de secousse principale, mais plusieurs secousses notables d'égale intensité s'intercalent au milieu d'autres plus légères. On les a qualifiées d*essaims.

Souvent les tremblements de terre sont accompagnés de bruits sourds, que l'on a comparés à des coups de canon ou de tonnerre lointains. Ce sont les retumbos des Américans du Sud, les rombos des Italiens, les mistpœffers des Flamands, les barrisal guns des Anglais de l'Inde. Ils précèdent quelquefois la secousse principale, d'autres fois ils la suivent. Leur intensité est très variable ; ils paraissent être plus facilement et plus fréquemment perceptibles dans certaines régions que dans d'autres, où les tremblements de terre sont plus fréquents et plus intenses. On ne sait pas d'une manière certaine s'ils se propagent par l'air ou par le soL Leur étude est d'ailleurs à ses débuts^

Les tremblements de terre qui affectent les régions littorales ébranlent également la mer, et les vagues sismiques ou tsunamis se propagent à de très grandes distances. Celles du tremblement de terre d'Arîca et dlquique ont traversé le Pacifique avec la même vitesse que le flot de la marée. Les homosistes horaires (fig. 135) ont presque coïncidé, d'après Hochstetter et Geinitz, avec les lignes cotidales.

Les effets des tremblements sont surtout frappants sur les édifices

Fig. 135. — Homosistes horaires au travers du Pacifique des vagues «ismiques du trem" blement de terre d'Arica du 13 août 1868 (d'après von Hochstetter).

construits par l'homme, mais ils se manifestent d'une manière non moins évidente à la surface du sol, soit qu'ils déterminent des éboulements, soit qu'ils donnent lieu à la formation de crevasses, d'ailleurs plus ou moins superficielles. Dans l'un et l'autre cas, ce sont surtout les formations meubles d'origine récente qui sont affectées et c'est d'ailleurs aussi sur les plaines constituées par des cailloutis que les secousses sismiques causent les plus grands dommages aux habitations.

Les crevasses s'orientent fréquemment suivant une direction parallèle à l'axe de la vallée (pi. XXXI). D'autres fois leur orientation est

quelconque, elles se ramifient (pi. XXXII, 1, 2) et peuvent prendre une forme étoilée. Lorsque des sables y pénètrent après coup et sont ensuite cimentés, il se forme des dykes de grès; lorsque, par contre, des masses boueuses constituant le substratum de la couche crevassée sont pressées au dehors, elles s'injectent dans les crevasses et viennent au jour sous la forme de petits cAnes ou craierlets (pi. XXXIII, 1), assez analogues à des salses. Des modifications dans le régime des sources ou des transformations profondes dans le réseau hydroi^raphique d'une région ont été maintes fois signalées à la suite de secousses sismiques.

Enfin, on a vu de très violents tremblements de terre laisser des

' traces ineffaçables de leur passage sous la forme de véritables failles

accompagnées d'un rejet très appréciable, atteignant jusqu'à 20 m

de hauteur dans le cas du tremblement de terre du Japon du

20 octobre 1891 (pi. XXXIII, 2).

Etl'de méthodique des sismes. — L'étude méthodique des tremblements de terre remonte à Mallet, qui, dès 1846, en posait les principes en insistant sur l'importance des catalogues sismiques généraux et locaux et sur la nécessité de monographies régionales des grands sismes, basées sur des observations systématiques. En même temps, l'emploi d'instruments spéciaux appelés sismographes se généralisait et permettait d'enregistrer des indications précises sur l'heure, la durée, l'intensité, le nombre, la direction des secousses.

Il importait avant tout de pouvoir classer les tremblements de terre suivant leur intensité. A ce besoin répond ïéchelle de Rossi et Forel qui est basée sur la gradation des effets produits sur l'homme et sur les édifices. Voici cette échelle, qui est une des plus fréquemment usitées :

Mjcrosismes.

I. Mouvement non noté par tous les appareils de systèmes difTérenls. Senti par quelques observateurs exercés.

Macrosismes.

II. Tous les appareils sont actionnés. Le mouvement est constaté par un petit nombre d'observateurs au repos.

III. Ébranlement ressenti par un certain nombre de personnes au repos. La durée et la direction sont discernables.

IV. Ébranlement perçu par des personnes en état d'activité. Mouvement d'objets mobiles, des portes et des fenêtres; craquement des planchers.

V. Ressenti par tout le monde. Mouvement d'objets plus importants, meubles et lits. Les sonnettes sont mises en branle.

VI. Réveil général des dormeurs. Oscillations des lustres; arrêt des pendules et des horloges, mouvement sensible des arbres. Quelques personnes effrayées s'enfuient hors des habitations.

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É. Haug. — Traité de Géologie.

Pl. XXXIII.

Cliché Montossus.

CREVASSES ET CRATKRLETS

formés sur la côte d'Achaïe, lors du tremblement de terre de Kalanaki du 26 décembre 1861 (d'après J. Schmidt).

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Cliché K. Ogawa.