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A. De quelle façon se forme un séisme?
La partie superficielle du globe est constituée d'une douzaine de plaques lithosphériques qui sont rigides et épaisses d'une centaine de kilomètres. Ces plaques se déplacent de quelques centimètres par an, en se frottant les unes contre les autres. Ces déplacements provoquent la déformation de la croûte terrestre et une accumulation de tension dans la roche, jusqu'à ce qu'elle finisse par céder : c'est le séisme. Il correspond à un brusque déplacement du terrain le long d'une faille, accompagné de vibrations, les ondes sismiques. C'est au foyer, situé entre la surface et environ 700 Km de profondeur, que survient la rupture de la roche. L'épicentre n'est que la localisation, à la surface terrestre, du foyer situé en profondeur qu'on appelle l'hypocentre. Cependant, les séismes ne sont pas les seuls à être capables de faire trembler la Terre ; les explosions nucléaires le sont également.
Nous pouvons simuler un séisme par une expérience très simple. Pour cela nous n'aurons besoin que d'une règle en plastique. Lorsque l'on tord la règle, celle-ci finira par casser et envoyer des projectiles partout dans la salle. C'est ce qui se passe sous la terre, à cause des contraintes, une rupture violente se produit qui émettra des ondes qui se propageront dans le globe.
B. En quoi les failles sont-elles facteurs d'apparition d'un séisme?
La couche superficielle du globe terrestre appelée lithosphère est divisée en 2 types de plaques: les plaques océaniques et les plaques continentales qui sont en mouvement permanent. Lorsque deux plaques entre en collision, cela provoque des failles (=fracture ou zone de rupture dans la roche, le long de laquelle les deux bords se déplacent l'un par rapport à l'autre, parallèlement à la trace de la fracture). Ces failles vont être à l'origine de tremblements de terre, à la surface de la Terre, plus ou moins importants.
Nous avons décidé d'effectuer une expérience très simple afin de simuler le fait que les failles sont bien facteurs d'apparition d'un séisme. Cette expérience aura comme support une feuille de papier.
La feuille doit être pliée, car les failles se forment toujours aux mêmes endroits. Lorsqu'on se prépare au déchirement, on peut s'imaginer qu'il s'agit du moment où deux plaques entrent en contact. Après ce déchirement forcé, une fissure prenant la forme d'une vraie faille apparaît. Elle va provoquer un séisme à cause de ses fractures très violentes. Quand la feuille de papier sera coupée en deux morceaux. Nous montrerons, à ce moment précis, les déplacements parallèles des deux plaques en faisant avancer les deux morceaux de feuille parallèlement l'un en face de l'autre.
Ainsi, se déroulent les formations répétitives des failles.
Expérience feuille de papier
C. Quels sont les éléments déclencheurs d'un séisme?
Un séisme se déclenche généralement de manière naturelle, c'est à dire que lorsque deux plaques entrent en contact, cette collision provoque une forte tension sous la lithosphère, qui déclenchera l'apparition d'un séisme.
Des explosions et vibrations de toutes natures provoquées par l'homme produisent également des séismes. Tels que l'éffondrement sous-terrain dans les mines, l'explosion d'une bombe ou même l'activité nucléaire.
Un séisme de magnitude 5.0 correspond à peu près à l'énergie dégagée par la bombe nucléaire qui détruisit Hiroshima.
La relation qui existe entre la magnitude et l'énergie sismique libérée montre qu'un séisme de magnitude 7 libère à lui seul autant d'énergie qu'une trentaine de séisme de magnitude 6.