Repères
Colères de la planète Terre 
Causes des séismes
Actuellement, les séismes naturels sont interprétés comme étant d’origine soit tectonique, avec formation et rejeu d’une faille, soit volcanique, avec injection et déplacement des magmas. Il n’en a pas toujours été ainsi.
Évolution des idées sur les causes des séismes
Les Malgaches des temps anciens considéraient que leur île reposait sur le dos d’une baleine, les mouvements de la baleine étant responsables des tremblements de terre de l’île.
Mais, dans la plupart des cultures, les mouvements du sol furent essentiellement attribués à la colère divine : « Dieu flagelle la terre en raison de nos dispositions vicieuses qui ont suscité sa colère. » (Joseph l’Hymnographe, Moyen Âge byzantin).
La punition était parfois dirigée contre une catégorie d’individus ou certaines coutumes répréhensibles. Ainsi, à Constantinople, en 460, sous le règne de Léon Ier, eut lieu un séisme qui fut alors considéré comme une punition envers les sodomites très nombreux dans cette ville (le souverain se crut d’ailleurs autorisé à achever par la suite l’œuvre « divine »…). Toujours à Constantinople, le patriarche Kollistos attribua les violents séismes de 1344 et 1354 à la coutume scandaleuse du mariage des impubères.
Dans toute la chrétienté, un séisme peut être un châtiment « partiel » envoyé par Dieu avant le « séisme universel » (ou « œcuménique ») de la fin des temps : « Puis l’Ange saisit la pelle et l’emplit du feu de l’autel qu’il jeta sur la Terre. Ce furent alors des tonnerres, des voix et des éclairs, et tout trembla. » (Apocalypse de Jean VIII,5). Si l’homme veut survivre, il doit s’amender et reconstruire sur le chaos.
Le séisme de Lisbonne, le jour de la Toussaint 1755, marque un tournant dans l’approche des causes possibles des tremblements de terre. Voltaire, dans son Poème sur le Désastre de Lisbonne remet en cause le fait que les lois de l’univers découlent d’un ordre divin harmonieux et bon où tout mal est compensé par un « bien » infiniment plus grand.
Puis, l’évolution des idées et le développement des sciences au XVIIIe siècle ont incité les scientifiques à rechercher des causes rationnelles aux séismes :
– en 1755, Benjamin Franklin mit en cause l’électricité statique ;
– en 1755, John Winthrop essaya de mesurer le décalage de temps entre les différents événements observés lors d’un séisme à Boston. Il conclut à l’existence « du passage d’une petite vague de terre » ;
– en 1760, John Mitchell calcula la vitesse de propagation des séismes ; il obtint la valeur de 1 900 km/h. Il observa la direction des chocs pour déduire l’épicentre et expliqua : « les tremblements de terre sont provoqués par des blocs de roches qui se déplacent à des kilomètres sous la surface » ;
– en 1906, H. Reid associa séisme et mouvement tectonique de la faille de San Andreas lors du tremblement de terre de San Francisco. Il proposa la théorie du rebond élastique : au début d’un cycle sismique, les contraintes augmentent dans les roches de part et d’autre d’une zone fragile jusqu’à une valeur critique. Le relâchement de la contrainte se fait de façon brutale provoquant un déplacement au niveau d’une faille : les roches se détendent et entrent en vibration. Le nouvel ajustement des blocs est à l’origine des répliques qui vont en diminuant avec le temps. De nouveau l’énergie va s’accumuler.
L’alternance de périodes calmes (accumulation de l’énergie) et de périodes brutales (libération de l’énergie : séisme) constitue un cycle sismique.
Les écrits historiques et les chroniques anciennes permettent de dresser des cartes des séismes et d’évaluer les cycles sismiques. Ces cartes jouent un rôle très important dans la prévision des séismes.

Les contacts entre plaques : une des causes des séismes
La lithosphère rigide est constituée de plaques, considérées comme indéformables, se déplaçant les unes par rapport aux autres. Ces plaques peuvent transmettre des contraintes sur de grandes distances horizontales sans se déformer, le mouvement relatif entre les plaques est donc absorbé essentiellement le long de leurs limites.
La répartition des épicentres des séismes sur un planisphère montre que les limites des plaques sont des zones sismiques.
La répartition géographique des épicentres correspond à trois types de structures : les frontières divergentes, les frontières convergentes, les frontières conservatrices ou de coulissage.
Les frontières divergentes (faille normale)
– Axes des dorsales océaniques où il y a accrétion de matière lithosphérique (56 000 km de long).
– Les rifts continentaux correspondant au début de la séparation d’un continent en deux blocs (rift Est africain).
– Flexure de la plaque plongeante (flexure avant fosse) dans une zone de subduction.
Les frontières convergentes (faille inverse)
– Zones de subduction où une plaque océanique plonge dans le manteau, repoussée par une plaque chevauchante océanique ou continentale : ce sont les cordillères et arcs insulaires péripacifiques dans lesquels quatre-vingt pour cent de l’énergie sismique est libérée.
– Zones de chevauchement intracontinental (suture de deux plaques continentales) caractérisées par un système de failles chevauchantes ou inverses. Une des deux plaques monte sur l’autre. La plaque chevauchée ne s’enfonce pas dans le manteau. La sismicité est plus diffuse : convergence des plaques Afrique et Eurasie à l’origine des chaînes périméditerranéennes, chaîne de collision : ceinture orogénique alpine de Gibraltar à la Birmanie.
Les frontières conservatrices ou de coulissage (faille décrochante)
Une plaque se déplace par rapport à une autre en coulissant.
– Failles intracontinentales décrochantes (San Andreas).
– Failles transformantes attenantes aux dorsales.

Il existe une exception à cette concentration des foyers sismiques, c’est la zone de collision d’Asie du Sud-Est (Himalaya, Tibet et grandes failles de Chine) où la sismicité est répartie sur plus de 3.106 km2. Ces séismes pourraient être une déformation de la Chine conséquente de la collision Afrique-Asie, montrant que certaines plaques ne sont pas aussi rigides que le modèle le prévoit.

Répartition des foyers des séismes en fonction de la profondeur
Profondeur
du foyer
Type de structure
Mécanismes au foyer
Exemples
Foyers
superficiels
de 0 km
à
70 km
Frontières
divergentes
Dorsales
océaniques
Ruptures de la croûte donnant les failles normales ou rejeu de ces failles
Dorsale médio-atlantique
Dorsale est-pacifique
Éruption volcanique
Zones de subduction
Jeu des failles normales en distension dû à la flexion de la plaque plongeante
Andes
Fosse des Mariannes
Japon
Failles normales et-ou inverses au niveau du prisme d’accrétion et sous l’arc volcanique (poussée de la plaque océanique)
Rift intracontinental
Amincissement de la croûte par failles normales (failles listriques)
Rift est-africain
Mer Rouge
Fossé rhénan
Limagne
Frontières
convergentes
Zones de chevauchement intracontinental
Rejeu des anciennes failles normales de la marge passive (rifting) en failles inverses, chevauchements et charriages
Pyrénées
Alpes
Himalaya
Grande fracture continentale : tectonique compressive
Atlas
Tien Shan
Himalaya
Frontières
de
coulissage
Dorsale océanique
Coulissage horizontal au niveau des failles transformantes
Failles perpendiculaires aux dorsales
Coulissage intracontinental
Faille décrochante avec mouvements longitudinaux
San Andreas
Monts du Liban
Monts de Palmyre (Syrie)
Pyrénées
Foyers
intermédiaires
de 60 km
à 300 km
Foyers profonds
de 300 km
à 700 km
Frontières
convergentes
Plan (ou lame) de Wadati-Benioff plus ou moins incliné,
des zones de subduction
Foyers localisés, non pas le long du plan de cisaillement, mais dans la partie froide située au cœur de la plaque plongeante
Tonga-Kermadec
Philippines
Japon
Andes

Séismes en compression dus à l’interaction entre la gravité (lithosphère océanique dense qui s’enfonce dans le manteau moins dense) et les forces de résistance à la pénétration
Pas de foyers au-delà de 700 km de profondeur ; les matériaux de la plaque plongeante ont une température telle qu’ils ne sont plus rigides et se déforment plastiquement.