Séismes et éruptions volcaniques
Cinquième · SVT · La planète Terre, l'environnement et l'action humaine
Les séismes : quand la Terre tremble
Sous nos pieds, les roches de la Terre subissent d'énormes forces qui s'accumulent au fil du temps. Quand elles cassent brutalement, l'énergie libérée fait vibrer le sol : c'est un séisme. Comprendre où et pourquoi la Terre tremble permet de mieux protéger les populations, en anticipant les zones les plus exposées et en adaptant la construction des bâtiments.
Comment un séisme se déclenche
Les forces telluriques déforment très lentement les roches, qui accumulent de l'énergie comme un ressort que l'on comprime peu à peu, parfois pendant de très longues périodes. Quand la résistance des roches est dépassée, elles cassent d'un coup le long d'une faille, une cassure le long de laquelle les deux blocs de roche ont glissé l'un par rapport à l'autre. L'énergie brutalement libérée à cet endroit, appelé le foyer, se propage alors sous forme d'ondes sismiques qui s'éloignent dans toutes les directions, un peu comme les vagues qui s'écartent du point où une pierre tombe dans l'eau. Le point de la surface situé juste au-dessus du foyer, l'épicentre, est en général celui où les secousses sont ressenties le plus fortement, car les ondes y ont parcouru le plus court chemin. Après la secousse principale, il arrive fréquemment que des répliques, des séismes plus petits, se produisent dans les heures ou les jours qui suivent, le temps que les roches retrouvent un nouvel équilibre. Le foyer peut se situer à quelques kilomètres comme à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur selon les séismes, ce qui influence aussi la force des secousses ressenties en surface.
Mesurer un séisme
On enregistre les ondes grâce à un sismographe, un appareil qui capte les vibrations du sol et les transforme en un tracé appelé sismogramme : plus les traits sont amples, plus la secousse a été forte à cet endroit. La puissance d'un séisme, c'est-à-dire l'énergie totale libérée au foyer, se mesure par sa magnitude (échelle de Richter) : un séisme n'a qu'une seule magnitude, car elle décrit l'événement lui-même, et chaque point supplémentaire sur l'échelle correspond à une énergie beaucoup plus grande, pas juste « un peu plus forte ». Les dégâts observés en surface se décrivent, eux, par l'intensité, qui n'est pas la même partout : elle est plus forte près de l'épicentre, et elle dépend aussi du type de sol et de la solidité des constructions. Ces deux mesures se complètent : la magnitude renseigne les scientifiques sur la puissance réelle de l'événement, tandis que l'intensité aide à comprendre, lieu par lieu, l'ampleur des dégâts à attendre.
| Grandeur | Ce qu'elle mesure | Dépend de... |
|---|---|---|
| Magnitude | L'énergie libérée au foyer | Le séisme lui-même (une seule valeur) |
| Intensité | Les dégâts ressentis en surface | La distance à l'épicentre, le type de sol, les constructions |
Les volcans et la prévention des risques
Un volcan est un lieu où du magma (roche fondue née en profondeur) remonte vers la surface et s'échappe. Selon la nature du magma, l'éruption est calme ou explosive.
Deux grands types d'éruptions
| Type | Magma | Manifestations | Exemple |
|---|---|---|---|
| Effusive | Fluide, peu de gaz | Coulées de lave, projections modérées | Piton de la Fournaise |
| Explosive | Visqueux, riche en gaz | Explosions, nuées ardentes, cendres | Montagne Pelée |
Un magma visqueux (épais) piège les gaz : la pression monte jusqu'à l'explosion. Un magma fluide laisse les gaz s'échapper doucement, l'éruption est alors plus calme.
Cette différence de comportement s'explique par la composition du magma : plus il est riche en gaz dissous, plus ces gaz restent prisonniers dans un magma épais, jusqu'à ce que la pression les libère brutalement. C'est ce type de magma qui a rendu tristement célèbre la Montagne Pelée : en 1902, son éruption explosive a détruit la ville de Saint-Pierre, en Martinique, en quelques minutes. Le Piton de la Fournaise, à l'inverse, produit un magma fluide qui laisse échapper les gaz en continu : ses coulées de lave sont impressionnantes à voir, mais rarement meurtrières.
Aléa, risque et prévention
On ne peut pas empêcher un séisme ou une éruption, mais on peut réduire le risque : construction parasismique, surveillance, plans d'évacuation, information de la population.
Autour de certains volcans, le risque reste élevé alors même que l'aléa est connu de longue date : les sols volcaniques, très fertiles, attirent les populations pour l'agriculture, ce qui augmente les enjeux malgré le danger. Réduire un risque volcanique ne veut donc pas dire supprimer l'aléa, ce qui est impossible, mais agir sur les enjeux et sur la préparation : limiter les constructions dans les zones les plus exposées, préparer des itinéraires d'évacuation, et informer les habitants pour qu'ils reconnaissent les signes avant-coureurs présentés plus haut.
Exercices corrigés
Comment s'appelle le point situé à la surface, juste au-dessus du foyer d'un séisme ?
- A.L'épicentreBonne réponse
- B.La faille
- C.Le cratère
- D.La magnitude
Réponse : A — L'épicentre
Le foyer est en profondeur ; l'épicentre est le point à la surface exactement au-dessus. C'est souvent là que les dégâts sont les plus importants.
Comment appelle-t-on la roche fondue tant qu'elle se trouve sous la surface ?
- A.La lave
- B.La cendre
- C.Le magmaBonne réponse
- D.Le basalte
Réponse : C — Le magma
Sous la surface, la roche fondue est le magma. Dès qu'elle sort à l'air libre, on l'appelle la lave. C'est le même matériau, seul le nom change en franchissant la surface.
Avec quel appareil enregistre-t-on les ondes sismiques ?
- A.Un thermomètre
- B.Un sismographeBonne réponse
- C.Un baromètre
- D.Un télescope
Réponse : B — Un sismographe
Le sismographe détecte et enregistre les vibrations du sol ; le tracé obtenu s'appelle un sismogramme. Le thermomètre mesure la température, le baromètre la pression, le télescope observe le ciel.
Pourquoi une éruption est-elle explosive plutôt que calme ?
- A.Parce que le magma est très fluide
- B.Parce que le volcan est très ancien
- C.Parce que le magma est visqueux et riche en gazBonne réponse
- D.Parce qu'il fait froid ce jour-là
Réponse : C — Parce que le magma est visqueux et riche en gaz
Un magma visqueux (épais) piège les gaz : la pression monte jusqu'à l'explosion. Un magma fluide laisse les gaz s'échapper doucement, l'éruption est alors effusive et calme.
Un séisme est ressenti dans plusieurs villes. Que peut-on dire de sa magnitude ?
- A.Elle change selon la ville où on se trouve
- B.Elle est unique pour ce séismeBonne réponse
- C.Elle augmente avec la distance
- D.Elle dépend du nombre de bâtiments
Réponse : B — Elle est unique pour ce séisme
La magnitude mesure l'énergie libérée au foyer : elle est unique pour un séisme donné. C'est l'intensité (les dégâts ressentis) qui varie d'une ville à l'autre selon la distance à l'épicentre.
Un habitant dit : « Ici il y a souvent des séismes, mais peu d'habitants, donc le risque reste limité. » A-t-il raison ?
- A.Non, l'aléa fort suffit à créer un risque fort
- B.Oui, car le risque combine l'aléa et les enjeuxBonne réponse
- C.Non, car le risque ne dépend que de la magnitude
- D.Oui, car il n'y a jamais de risque à la campagne
Réponse : B — Oui, car le risque combine l'aléa et les enjeux
Le risque naît quand un aléa fort rencontre des enjeux importants. Ici l'aléa est fort mais les enjeux (peu d'habitants) sont faibles : le risque reste donc limité. Le raisonnement est correct.
Qu'est-ce qui provoque un séisme ?
- A.La pluie qui s'infiltre dans le sol
- B.La rupture brutale des roches en profondeurBonne réponse
- C.Le vent violent en surface
- D.La chaleur du Soleil sur les rochers
Réponse : B — La rupture brutale des roches en profondeur
Un séisme naît quand les roches soumises à de fortes forces cassent d'un coup le long d'une faille. L'énergie libérée fait vibrer le sol. Ni la pluie, ni le vent, ni le Soleil n'ont l'énergie nécessaire.
Séismes et volcans actifs se répartissent surtout...
- A.Au hasard sur toute la planète
- B.Uniquement dans les océans
- C.Le long des frontières des plaquesBonne réponse
- D.Seulement aux pôles
Réponse : C — Le long des frontières des plaques
En reportant les séismes et volcans sur une carte, on voit qu'ils s'alignent le long de zones étroites : les frontières des plaques. Leur répartition n'est donc pas due au hasard.
Comment interpréter de petits séismes et un gonflement du sol sous un volcan ?
- A.Le volcan s'éteint définitivement
- B.Du magma remonte : une éruption se prépareBonne réponse
- C.Il va bientôt pleuvoir
- D.Le sol se refroidit
Réponse : B — Du magma remonte : une éruption se prépare
La montée du magma fissure les roches (petits séismes) et gonfle le volcan. Ces signes surveillés permettent d'alerter et d'évacuer avant l'éruption.
On ne peut pas empêcher un séisme. Comment réduit-on alors le risque pour les habitants ?
- A.En augmentant la magnitude
- B.En construisant parasismique et en préparant les populationsBonne réponse
- C.En interdisant les sismographes
- D.En déplaçant l'épicentre
Réponse : B — En construisant parasismique et en préparant les populations
On n'agit pas sur l'aléa (le séisme aura lieu), mais sur la vulnérabilité : bâtiments parasismiques, surveillance, plans d'évacuation, information. On réduit ainsi les conséquences.
Une éruption effusive se reconnaît surtout à...
- A.Des nuées ardentes et de fortes explosions
- B.Des coulées de lave fluideBonne réponse
- C.Une absence totale de magma
- D.Des séismes de magnitude 9
Réponse : B — Des coulées de lave fluide
L'éruption effusive met en jeu un magma fluide et pauvre en gaz : la lave s'écoule en coulées. Les nuées ardentes et les explosions violentes caractérisent au contraire les éruptions explosives.
Deux séismes de même magnitude frappent une ville aux immeubles fragiles et une ville aux immeubles parasismiques. Que peut-on prévoir ?
- A.Mêmes dégâts, car la magnitude est identique
- B.Plus de dégâts là où les constructions sont fragilesBonne réponse
- C.Aucun dégât nulle part
- D.Plus de dégâts là où les immeubles sont parasismiques
Réponse : B — Plus de dégâts là où les constructions sont fragiles
À magnitude égale, l'aléa est le même, mais la vulnérabilité diffère : les immeubles fragiles subiront plus de dégâts. C'est justement pourquoi la construction parasismique réduit le risque sans changer la magnitude.
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