Untèrratrem (var.seïsme,sisme,tèrratremol,tèrratrémol,tremblament de terra[1] es un fenomèn caracterizat per una gangassada dau sòu que resulta de la liberacion sobda d'energia acumulada dins leiròcas en causa dei constrenchasgeologicas. Aquela liberacion a generalament luòc lòng d'una falha mai de tèrratrems pòdon tanben èsser la consequéncia de l'activitatvolcanica ò deis activitatsumanas.
La màger part dei tèrratrems enregistrats cada annada se debanan au limit entre doasplacas tectonicas. Liats au movement dei placas, aquelei tèrratrems pòdon causar de destruccions importantas ai construccions umanas. Lei pus violents son considerats coma decatastròfas naturalas grèvas, susceptibles de causar la mòrt de desenaus de miliers de personas siá en causa de l'afondrament dei bastiments siá en causa de fenomèns engendrats per lei seïsmes (tsunami,incendi,epidemias...). Per prevenir aqueu perilh, foguèt fondada lasismologia qu'es lasciéncia qu'estúdia lei causas e lo foncionament dei tèrratrems. Pasmens, en causa de la complexitat de lacrosta terrèstra, es a l'ora d'ara impossible de preveire un seïsme. En revènge, es possible de definir un nivèu de risc a partir d'analisisestatisticas e de preparar lei construccions a resistir ai seïsmes.
Tre laPreïstòria, de traças dins de vestigis de construccion mòstran una presa en còmpte de la question dei tèrratrems per lei premiereicivilizacionsumanas. Per exemple, de reparacions son visiblas sus d'edificis bastits per lacivilizacionandina deCaral (sègles XXX-XVIII avC). Puei, durant l'Antiquitat, de racòntes permèton tanben de mesurar l'impacte dei seïsmes sus lei societats. Per exemple, en464 avC, un tèrratrem violent destruguèt una partida d'Esparta e entraïnèt una revòuta deisIlotes, una populaciongrèga asservida[2].
Divèrsei teorias ancianas assaiant d'explicar lo fenomèn son conegudas. Per leiChinés, lei tèrratrems èran causats per de perturbacions dauying e dauyang associadas au maucontentament dau Cèu (generalament en causa d'actes marrits de l'emperaire)[3]. EnGrècia, foguèron prepausadas divèrseis explicacions basadas sus la preséncia d'aiga dins lacrosta terrèstra[4]. :
perAnaximèn (vèrs585-525 avC), la causa dei seïsmes èra la casuda de tròç deTèrra dins debaumas gigantas creadas per l'assecament progressiu de laTèrra.
perDemocrit (vèrs460-370 avC), lei tèrratrems èran causats per de mecanismes liats a la saturacion de laTèrra per l'aiga.
Aristòtel (384-322 avC) desvolopèt una teoria basada sus l'instabilitat de la vapor d'aiga engendrada per l'assecament de laTèrra umida per lo raionamentsolar.
Per facilitar l'organizacion dei secors[5], lo sabent e ministrechinésZhang Heng (78-139 apC) inventèt unsismoscòpi. L'instrument permetiá d'indicar la direccion d'un seïsme. Aquela invencion permetèt de detectar un tèrratrem en138 dins la region deGansu. Durant l'Edat Mejana, d'autrei modèls desismoscòpi foguèron concebuts mai, en causa d'una precision pus febla, aguèron mens de succès.
Lotèrratrem que destruguètLisbona en1755 (50 000 a 70 000mòrts) suscitèt un interès per lageologia e lasismologia enEuròpa. Aquò permetèt de progrèsexperimentaus amb l'estudi de la propagacion d'ondas sismicas articifialas per l'IrlandésRobert Mallet (1810-1881). En1857, esplechèt sei trabalhs per dessenhar lei premierei cartas de la sismicitat dei regionsmediterranèas. Un an pus tard, dreicèt la premiera carta de la sismicitat mondiala[6]. Enfin, en1862, poguèt estimar la prefondor dau ponch d'origina dau tèrratrem deNàpols de1857 entre 12 e 15 km[7].
Lo ròtle deifalhasgeologicas dins lei tèrratrems foguèt compres a la fin dau sègle XIX amb l'observacion de desplaçaments bruscs lòng defalhas durant de seïsmes violents. Pasmens, la fònt d'energia a l'origina d'aqueu fenomèn demorèt desconeguda fins a la publicacion en1915 de la teoria de laderiva dei continents d'Alfred Wegener (1880-1930). De mai, l'idèa deWegener foguèt lentament acceptada per la comunautat scientifica.
La premiera teoria permetent de modelizar d'un biais eficaç lo desplaçament de doas placas lòng d'unafalha foguèt prepausada en1910 per logeològestatsunidencHarry Fielding Reid (1859-1944). Dichateoria dau rebomb elastic, es basada sus l'existéncia de constrenchasmecanicas que deforman lacrosta terrèstra. Permèton lo desplaçament dei blòts que constituïsson la crosta. Pasmens, aqueu movement es blocat durant lei periòdes entre dos tèrratrems. Dins aquela situacion, leiròcas son pauc a pauc deformadas e acumulan lentament d'energia. Quand la resisténcia maximala es agantada, la liberacion brutala dei blòts entraïna aquela de l'energia estocada. Aquel eveniment correspond au seïsme. Puei, après quauquei replicas, lo desplaçament dei dos blòts es tornarmai arrestat e un cicle novèu comença[9].
La teoria deReid foguèt completada mai d'un còp durant lo sègle XX per i integrar leis avançadas de lageologia (acceptacion de latectonica dei placas, melhorament dei conoissenças sus la friccion entre doas placas, deformacion asismica...). Dins aquò, en despiech de progrès importants dins lo corrent deisans 1960-1970[10][11], a encara quauquei problemas per descriure certaneis aspèctes dei fenomèns sismics coma lei recurréncias sismicas fòrça irregularas observadas dins plusors regions.
Lei tèrratremstectonics son lei seïsmes pus frequents e pus devastators. An generalament luòc au limit entre doasplacas en causa dau desplaçament de dos blòtsrocassós. Localizat lòng d'una ò de plusors falhas, aqueu movement es blocat durant lei periòdes intersismics. Durant aqueu periòde, lei constrenchas exercidas per lei movements que tòcan lacrosta terrèstra entraïnan la deformacion elastica deiròcas. L'energia acumulada es brutalament liberada per lo tèrratrem que correspond au desplaçament dei dos blòts inicialament blocats[12].
La màger part dei tèrratremstectonics es enregistrada dins lei zònas desubduccion. D'efiech, aquelei regions son caracterizadas per l'enfonsament d'una placa dins lei jaç superiors daumantèu. Aquò engendra de seïsmes nombrós, prefonds (fins a 650 km) e de còps violents. Au contrari, leizònas de divergéncia son lo luòc de tèrratrems mens nombrós (5% dei seïsmes anuaus), pauc prefonds (0 a 10 km) e d'una intensitat generalament febla. Enfin, 15% dei seïsmes observats cadaan se debanan lòng de falhas de desacrocatge, una zòna caracterizada per lo colissatge de doas placas. Aquelei tèrratrems an normalament una prefondor intermediària (0 a 20 km) e pòdon èsser relativament destructors.
Lei tèrratremsvolcanics son la consequéncia de l'acumulacion demagma dins lachambra volcanica. D'efiech, una concentracion importanta demagma entraïna de rompeduras dins leiròcas comprimidas que pòdon èsser detectadas per desismomètres. Aquelei seïsmes son generalament febles e lor observacion permet de seguir l'activitat d'unvolcan.
Lei tèrratrems polars son una consequéncia dau movement deiglaciers. Aquelei glaç an una certanaelasticitat que li permèton d'avançar sus de terrens mai ò mens valonats. Lei rompeduras d'aquelei jaç engendran de seïsmes, sovent sasoniers, susceptibles d'èsser enregistrats per desismomètres[13]. Aqueu fenomèn permet d'estudiar l'evolucion deiglaciers polars.
Au moment de la relaxacion brutala dei constrenchas de lacrosta terrèstra, son definits l'ipocentre (ponch centrau dau tèrratrem) e l'epicentre (ponch de la superficia situat a laverticala de l'ipocentre). Lo premier ponch es lo fogau dau seïsme. Lo segond permet de definir la distància pus corta que permet ais ondas sismicas d'arribar a la superficia. Es donc generalament l'endrech pus tocat per l'energia liberada. Plusors tipes principaus d'ondas sismicas pòdon èsser engendradas :
leis ondas P (ò ondas primàrias) se desplaçan per dilatacion e compression successivas segon una direccion parallèla a la propagacion de l'onda. Rapidas (6 km/s a la superficia), son lei premiereis ondas sismicas enregistradas per unsismomètre.
leis ondas S (ò ondas segondàrias) son caracterizadas per de vibracions perpendicularas au sens de propagacion de l'onda. Pus lentas que leis ondas P amb unavelocitat mejana de 4,06 km/s, aparéisson pus tardivament sus leisismomètres.
Leis ondas pus destructritz son generalament leis ondas de superficia que son constituïts de dos ensembles d'ondas. Lo premier es dichondas de Love. Fòrça similar ais ondas S, entraïnan de movement de cisalhament que causan de destruccions importantas ai construccions. Lo segond es forat per leisondas de Rayleigh qu'engendran de movements complèxs, orizontaus e verticaus, que son similars a aquelei presents dins una èrsa.
La magnitud es la grandor utilizada per mesurar la poissança d'un tèrratrem. Introducha en1935 per losismològCharles Francis Richter (1900-1985), se calcula a partir dei diferents tipes d'ondas sismicas en tenent còmpte de la distància a l'epicentre, de la prefondor de l'ipocentre, de lafrequéncia deis ondas, dau tipe desismograf utilizat... La magnitud es unafoncion continualogaritmica. Ansin, la magnitud aumenta d'una unitat quand l'amplitud deis ondas sismicas es multiplicada per un factor 10.
La magnitud, sovent dicha magnitud sus l'escala de Richter, es generalament calculada a partir de l'amplitud ò de la durada dau sinhau enregistrada sus unsismograf. Plusors valors pòdon èsser calculdas coma la magnitud localaML, la magnitud de duradaMD, la magnitud deis ondas de superficiaMS ò de la magnitud de volumMB. Pasmens, la fisabilitat d'aquelei grandors es febla dins lo cas de seïsmes violents. Leisismològs preferisson donc desenant utilizar la magnitud de momentMW qu'es dirèctament liada a l'energia liberada. De lèis d'escala permèton d'establir de liames entre la magnitudMW, lageometria de lafalha, la resisténcia deiròcas e lo movement cosismic.
L'intensitat d'un tèrratrem caracteriza la severitat de la gangassada sismica au sòu. Es basada sus l'observacion deis efiechs e dei consequéncias dau seïsme sus d'indicators comuns dins un endrech donat (generalament una comuna). Lei sistèmas pus utilizats son leis escalasRossi-Forel,Medvedev-Sponheuer-Karnik (dicha « escala MSK »,Mercalli,Shindo emacrosismica europèa.
Lei relacions entre magnitud e intensitat son complèxas. D'un biais generau, l'intensitat demenís quand aumenta la distància entre lo luòc d'observacion e l'epicentre. Pasmens, aquò es pas una règla absoluda car lei consequéncias visiblas dau seïsme son sovent afectadas per lei proprietats deiròcas (atenuacion mai ò mens fòrtas deis ondas) ò per lei particularitatsgeologicas (ecò sismic, amplificacion locala per un jaç desediments...).
A títol d'exemple, l'escala MSK es una escala d'intensitat de 12 gras fòrça utilizada enEuròpa :
Gras
Degalhs observats
I
Lei vibracions son unicament enregistradas per leisismomètres pus sensibles.
II
Gangassadas a pena perceptiblas per quauquei personas au repaus.
III
Vibracions similaras a aqueleis engendradas per lo passatge d'un pichoncamion.
IV
Vibracions similaras a aqueleis engendradas per lo passatge d'un gròscamion.
V
Tèrratrem sentit en plen aire ; revelh dei dormeires.
Lei tèrratrems pus violents pòdon entraïnar de destruccions e de transformacionstopograficas importantas. Son ansin a l'origina decatastròfas naturalas grèvas, susceptiblas d'entraïnar l'afondrament de construccions e decatastròfas suplementàrias coma detsunamis, d'avalancas, d'incendis, depollucions ò d'epidemias[14]. Ansin, lei seïsmes fanistoricament partida dei calamitats naturalas pus grèvas. Per exemple, durant lo sègle XX, i aguèt au mens 22 tèrratrems que causèron la mòrt d'au mens 15 000 personas (amb un maximom de 240 000 en1976 durant lotèrratrem de Tangshan). De mai, en despiech dei progrès tecnics, l'aumentacion de lademografia dins plusors regions sismicas es a l'origina d'una aumentacion dau nombre de tèrratrems murtriers. En particular, durant lo periòde2000-2012, i aguèt 7 tèrratrems majors que causèron au totau la mòrt d'au mens 700 000 personas.
L'enregistrament dei tèrratrems dins leisarchiusistorics es una maniera anciana de gardar una traça deicatastròfas e d'establir una carta daurisc sismic. De mai, aquò permet d'aver una idèa de l'intensitat maximala dei seïsmes susceptibles de tocar una region donada. Aquelei donadas son generalament utilizadas per definir lei nòrmas de seguretat en matèria de construccion d'abitacions e d'infrastructuras ò per fixar lei scenaris deicatastròfas possiblas dins lo quadre de plans d'organizacion dei secors.
La deteccion e la localizacion dei tèrratrems son asseguradas per un ret mondiau d'estacions sismicas. Aqueleis installacions son equipadas de plusorssismomètres[15] permetent de mesurar e d'enregistrar lei deformacions dau sòu. Pasmens, aquò implica la preséncia de dos ò tres tipes de captors, de sistèmas d'estocatge e de transmission de donadas, d'unrelòtge permetent de definir untemps de referéncia[16] e de mejans destinats a mantenir l'alimentacionelectrica de l'installacion.
La localizacion d'un tèrratrem es realizada a partir d'una triangulacion dei donadas recebudas per leisestacions sismicas. En causa de lavelocitat deis ondas sismicas (6 km/s per lei pus rapidas), aquò permet una deteccion rapida deicatastròfas naturalas. Leis organizacions pus avançadas son tanben capablas d'emetre una alèrta regardant lo risc de formacion d'untsunami.
Modelizacion de lafalha de San Andreas en2014 amb la probabilitat d'entraïnament d'un tèrratrem de magnitud superiora ò egala a 6,7 per lo periòde2014-2044.
Lei metòdes de prediccion son basats sus de tecnicas que permèton d'establir la localizacion, l'intensitat e la data d'un seïsme. Pasmens, en causa dei limits deiconoissenças sus lacrosta terrèstra, lei previsions sismicas son fòrça imprecisas e son sovent l'objècte de polemicas[17]. A l'ora d'ara, existís tres ensembles de metòdes de prediccion :
lei previsions de tèrme lòng son realizadas a partir d'una analisiestatistica de l'activitat dei falhas e sus de modèls deterministas ò probabilistas dei cicles sismics. Son utilizadas per la definicion dei nòrmas de construccion e pòdon de còps, dins lei regions pus estudiadas comaCalifòrnia eJapon, predire un tèrratrem important.
lei prediccions de tèrme mejan son encara en cors de desvolopament car necessitan la mesa en plaça de modèls capables de ben representar una zònageologica donada.
lei previsions de tèrme cort son un domeni mau segur car necessitan l'observacion e la comprenença de fenomèns precursors que son mau coneguts ò pauc fisables. Ansin, en2021, i aviá ges de metòde per anonciar l'entraïnament d'un seïsme imminent.
En causa de l'impossibilitat de preveire un tèrratrem, la prevencion dei riscs sismics es basada sus l'anticipacion de lacatastròfa. Son premier aspècte es donc de detectar lei regions menaçadas per de seïsmes grèus e de determinar lor intensitat possibla. Aquò permet de preparar l'organizacion dei secors e de determinar de règlas de construccion destinadas a limitar ò a empedir l'afondrament deis edificis e deis infrastructuras. L'entraïnament de la populacion es tanben conselhat dins lei zònas pus menaçadas comaJapon.
L'engèni parasismic es una disciplina fòrça importanta de la prevencion dei riscs sismics. Estúdia lo comportament deis estructuras e leis interaccions entre lei diferenteis interaccions que lian plusors construccions durant un tèrratrem. L'objectiu es de concebre e d'entretenir d'edificis capables de resistir a de gangassadas fòrça violentas. Per exemple, en2011, la vila deTòquio resistiguèt ben a un tèrratrem de magnitud 9 sus l'escala de Richter. Aquò mòstra l'importància de la generalizacion dei construccions parasismicas dins lei regions menaçadas car un tèrratrem ben mens fòrt (estimat a 7,1) aviá tuat mai de 6 500 personas dins la meteissa vila en1855.
Occitània es pas una region presentant un risc important de tèrratrem major. Pasmens, en causa de sa proximitat amb lo limit deiplacaseurasiatica eafricana, lei regionsaupencas epirenencas presentan un risc mejan ò moderat. Quauquei seïsmes d'intensitat mejana i son enregistrats cada an. Pasmens, entraïnan pas de degalhs importants. Lei tèrratrems causant la mòrt de personas son raras (2 a 4 cada sègle). Lei dos darriers tèrratrems importants son aquelei deLambesc (1909) e d'Areta (1967). En particular, aqueu de1909 tuèt 46 abitants e destruguèt 2 000 construccions.
Dempuei lo començament de l'exploracion espaciala, plusors activitatssismicas son estadas descubèrtas sus d'objèctes dauSistèma Solar. Lei dos cas pus coneguts son laLuna eMart onte desismomètres foguèron installats. Dins lo premier, permetèron d'identificar una activitat relativament importanta amb de seïsmes causats per leis efiechs de marèia, leis impactes d'objèctes celèsts e leis efiechs de liberacion de constrenchas termicas. Existís tanben un quatren tipe de seïsmes lunars, prefonds e relativament poderós (magnitud de 5,5), que son origina es desconeguda. SusMart, lei seïsmes mesurats son fòrça febles (magnituds de 1,3 a 3,7) e sei causas son pas encara totalament clars mai un estudi publicada en2021 poguèt liar tres eveniments ai movements d'una falha normala[18].
D'autreis objèctes tellurics son sospichats d'aver una activitat sismica en causa de la preséncia defalhas, d'unvolcanisme actiu ò d'elements que suggerisson l'existéncia d'una activitat tectonica. En particular, es lo cas deMercuri, deVènus, dePluton e de la màger part dei gròs satellits naturaus dauSistèma Solar. De mai, de menas de seïsmes son tanben presents a la superficia dauSoleu e son estudiats per una disciplina dichaeliosismologia.
(en) International Commission on Earthquake Forecasting for Civil Protection, "Operational Earthquake Forecasting: State of Knowledge and Guidelines for Utilization",Annals of Geophysics, 2011,54 (4): 315–391.
(fr) Pascal Bernard,Pourquoi la terre tremble, Belin, 2017.
(fr) Victor Davidovici,La construction en zone sismique, 1999.
(en) Hiroo Kanamori, "Earthquake Prediction: An Overview",International Handbook of Earthquake and Engineering Seismology, International Geophysics, 2003,616 : 1205–1216.
(fr) Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard e Stéphane Guillot,Éléments de géologie, Dunod, 2011.
(fr) Grégory Quenet,Les tremblements de terre en France aux XVIIe et XVIIIe siècles. La naissance d'un risque, Champ Vallon, 2005.
↑Lo Congrès Permanent de la Lenga Occitana,Dicod'Òc, cèrcas « tremblement » e « séisme », consultadas lo 15 d'aost de2021,[1][2].
↑(en) R. Armijo, H. Lyon-Caen, D. Papanastassiou, "A possible normal-fault rupture for the 464 BC Sparta earthquake",Nature, 1991,351 (6322) : 137–139.
↑(en) Joseph Needham,Science and Civilization in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth, Caves Books, 1986, p. 624.
↑(en) Joseph Needham,Science and Civilization in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth, Caves Books, 1986, p. 625.
↑(en) Joseph Needham,Science and Civilisation in China, vol. 4, Cambridge University Press, 1962, p. 484.
↑(fr) Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard e Stéphane Guillot,Éléments de géologie, Dunod, 2011, p. 212.
↑(en)Robert Mallet,The First Principles of Observational Seismology, 1862.
↑(en) Ernst von Rebeur-Paschwitz, « The Earthquake of Tokio, April 18, 1889 »,Nature, vol. 40, 1889, pp. 294-295.
↑(en) H.F. Reid,The Mechanics of the Earthquake, The California Earthquake of April 18, 1906, Report of the State Investigation Commission, Vol.2, Washington publication 87, 1910.
↑(en) W. F. Brace, J. D. Byerlee, « Stick-Slip as a Mechanism for Earthquakes »,Science, vol. 153, n° 3739, 1966, pp. 990-992.
↑(en) James H. Dieterich (en), « Slip instability and state variable friction laws »,Journal of geophysical research, vol. 88, n° b12, 1983, pp. 10359–10370.
↑(en) Charles Pomerol, Yves Lagabrielle, Maurice Renard e Stéphane Guillot,Éléments de géologie, Dunod, 2011, p. 334.
↑(en) Göran Ekström, Meredith Nettles e Victor C. Tsai, « Seasonality and Increasing Frequency of Greenland Glacial Earthquakes »,Science, 2006, pp. 1756-1758.
↑D'un biais pus anecdotic, certanei seïsmes pòdon modificar de quauquei centimètres l'enclinason de l'aisse de rotacion de laTèrra
↑Lo « sismomètre » es l'instrument que permet de mesurar lei deformacions dau sòu. Un « sismograf » es un sismomètre equipat d'un sistèma d'enregistrament dei mesuras.
↑Aquelei debats sus la prediccion sismica an entraïnat de condamnacions violentas dau domeni per mai d'un especialista. Per exemple, en1977,Richter depintèt la disciplina coma un « terren de jòc per leis amators, per lei neurosats e lei charlatans abramats de publicitat ».
↑(en) Nienke Brinkman, Simon C. Stähler, Domenico Giardini, Cédric Schmelzbach, Amir Khan et al., « First Focal Mechanisms of Marsquakes »,JGR Planets, vol. 126, n° 4, abriu de 2021.
