Séismes et failles

Il existe trois principaux types de failles — normales, décrochantes et inverses. Les forces appliquées sur la roche cassante définissent le mouvement de la faille, qui détermine à son tour le type de faille. Les failles normales, présentes principalement le long des frontières de plaques divergentes, sont causées par des contraintes horizontales qui écartent les deux blocs l'un de l'autre. Les failles inverses, présentes principalement le long des frontières de plaques convergentes, sont causées par une compression horizontale qui rapproche les deux blocs. Les failles décrochantes, présentes principalement le long des frontières de plaques transformantes, sont causées par des contraintes de compression et de tension horizontales d'ampleur similaire, entraînant un mouvement latéral des blocs.

Les failles ne sont pas toujours faciles à identifier. L'érosion et le dépôt de sédiments façonnent activement le paysage, effaçant parfois les traces de surface des failles actives. D'autres failles sont enfouies et ne laissent pas de trace visible à la surface de la Terre. On les appelle des failles aveugles. Cela rend la cartographie des failles actives — là où de futurs séismes se produiront — une tâche très difficile pour les géologues et les géophysiciens, en particulier dans les régions où les taux d'activité tectonique sont faibles en raison d'un mouvement lent des plaques ou de zones de failles diffuses.

Le saviez-vous?

Les scientifiques ne sont pas encore en mesure de prédire où se produira chaque futur séisme, car il est impossible de cartographier toutes les failles actives existantes.

Les failles actives sont celles dont on sait, ou dont on soupçonne, qu'elles se sont déplacées dans le passé géologique récent, généralement quelques milliers d'années. La cartographie des failles actives relève de la néotectonique. Les cartes néotectoniques sont particulièrement pertinentes pour l'évaluation des risques sismiques et sont utilisées pour aider à déterminer l'emplacement et les règles de construction des grandes infrastructures telles que les centrales électriques.

Lorsqu'il existe suffisamment de preuves, l'activité d'une faille peut être mesurée par la vitesse à laquelle les blocs opposés se déplacent l'un par rapport à l'autre. Les valeurs varient de moins de 1 mm/an dans les régions se déformant lentement à plusieurs cm/an dans les zones les plus actives sur le plan tectonique.

Si, pendant un séisme, la faille active rompt la surface de la terre, elle génère un décalage en surface, que l'on appelle une trace de faille. Celle-ci peut être identifiée et mesurée sur le terrain, ainsi que sur le fond océanique à l'aide de relevés géophysiques marins à haute résolution qui cartographient la bathymétrie.

Le mouvement continu des failles actives déplace les rivières, façonne des reliefs et crée d'autres caractéristiques géographiques visibles depuis les airs et même depuis des satellites dans l'espace.

Après un fort séisme, les géologues et géophysiciens se rendent sur le terrain pour vérifier la trace de la faille et en mesurer la longueur, le glissement et le pendage.

Il existe trois principaux types de failles — normales, décrochantes et inverses. Les forces appliquées sur la roche cassante définissent le mouvement de la faille, qui détermine à son tour le type de faille. Les failles normales, présentes principalement le long des frontières de plaques divergentes, sont causées par des contraintes horizontales, écartant les deux blocs l'un de l'autre. Les failles inverses, présentes principalement le long des frontières de plaques convergentes, sont causées par une compression horizontale, rapprochant les deux blocs. Les failles décrochantes, présentes principalement le long des frontières de plaques transformantes, sont causées par des contraintes de compression et de tension horizontales d'ampleur similaire, déplaçant les blocs latéralement.

Si la faille active rompt la surface de la terre, elle génère une trace de faille. L'image montre la rupture de faille du séisme de Chi Chi, à Taïwan, en 1999.

Le séisme de Spitak de 1988, d'une magnitude de M 6,8, coûta la vie à des milliers de personnes et causa des dévastations généralisées en Arménie. Il rompit également la surface, comme le montre la figure.

Le séisme d'Izmit d'août 1999, en Turquie, fut causé par la rupture d'une faille décrochante. Il provoqua un important mouvement latéral entre les deux côtés de la faille, clairement visible sur les rails.

Le mouvement continu des failles actives déplace les rivières, façonne des reliefs et crée des caractéristiques géographiques visibles depuis les airs et même depuis des satellites dans l'espace. La trace de la faille de San Andreas, présentée dans la figure, en est un bon exemple.

Le mouvement continu des failles actives crée également des reliefs sur le fond marin, révélés par des relevés bathymétriques à haute résolution. Les flèches indiquent la trace de la faille au fond de l'océan de la faille de la plaine abyssale du Fer à Cheval (au sud-ouest du Portugal continental), qui s'étend sur plus de 100 km et présente par endroits un déplacement vertical supérieur à 1 000 m. C'est l'une des failles qui a été suggérée comme étant à l'origine du séisme et du tsunami de 1755.

Carte des failles actives (traits pleins) et probablement actives (traits pointillés) identifiées au Portugal et dans le domaine océanique environnant. Sur terre, l'activité des failles est très faible, avec des taux inférieurs à 0,5 mm/an. Les taux d'activité des failles en mer restent en grande partie inconnus.

Modèle européen des failles sources 2020 (EFSM20) des failles sismogènes en Europe, présentant les failles où des séismes pourraient se produire dans un avenir proche.