Géologie : volcans et séismes

Géologie : volcans et séismes

Introduction

Les séismes et le volcanisme sont les manifestations les plus spectaculaires de l'activité interne de la Terre. Ils se distribuent essentiellement aux frontières de plaques et témoignent des transferts d'énergie internes.

I. Les séismes

Origine

Un séisme résulte de la rupture brutale d'un volume de roche soumis à des contraintes accumulées au niveau d'une faille. L'énergie élastique libérée se propage sous forme d'ondes sismiques.

Caractéristiques

• Foyer (hypocentre) : lieu de la rupture.
• Épicentre : projection à la surface.
• Profondeur : superficiel (<70 km), intermédiaire (70-300), profond (300-700, zones de subduction).

Les ondes sismiques

• Ondes P (primaires) : longitudinales, rapides (~6 km/s), traversent solides et liquides.
• Ondes S (secondaires) : transversales, plus lentes, ne traversent pas les liquides → preuve d'un noyau externe liquide.
• Ondes de surface (Love, Rayleigh) : les plus destructrices.

Magnitude et intensité

• Magnitude (Richter, Mw) : énergie libérée, échelle logarithmique.
• Intensité (MSK, EMS) : effets observés en surface.

Distribution

Concentrés sur les frontières de plaques : dorsales, fosses de subduction, failles transformantes, zones de collision.

II. Le volcanisme

Origine des magmas

• Décompression adiabatique sous les dorsales → magmas basaltiques.
• Hydratation du manteau au-dessus d'une zone de subduction → magmas andésitiques.
• Points chauds : remontée de panaches mantelliques (Hawaii, Réunion).

Types d'éruptions

Type	Magma	Exemple
Effusif (rouge)	Basaltique, fluide, pauvre en silice	Hawaii, Piton de la Fournaise
Explosif (gris)	Andésitique/rhyolitique, visqueux, riche en silice et gaz	Mont St Helens, Vésuve, Merapi

Produits volcaniques

• Coulées de lave, bombes, cendres, nuées ardentes (pyroclastiques), lahars (coulées de boue).

Aléa, risque et prévention

• Aléa : probabilité d'occurrence d'un phénomène.
• Vulnérabilité : exposition humaine.
• Risque = aléa × vulnérabilité.
• Surveillance : sismologie, déformation (GPS, InSAR), gaz, thermographie.

III. Les transferts d'énergie internes

• Chaleur interne issue de la désintégration radioactive (U, Th, K) et de la chaleur initiale.
• Évacuée par convection dans le manteau et conduction dans la lithosphère.
• Flux géothermique moyen : ~87 mW/m².

IV. Étudier la Terre profonde

• La sismologie révèle des discontinuités :
  • Moho (croûte/manteau).
  • Discontinuité de Gutenberg (manteau/noyau).
  • Discontinuité de Lehmann (noyau externe/interne).
• Zone d'ombre des ondes S : absence d'ondes entre 105° et 142° → noyau externe liquide.

Définitions

• Faille : surface de rupture.
• Magma : roche fondue.
• Lave : magma émis à la surface.
• Tsunami : vague océanique générée par un séisme sous-marin ou un glissement.

À retenir

Séismes et volcans sont des manifestations de la dynamique interne de la Terre au niveau des frontières de plaques. Leur étude permet de comprendre la structure du globe et de réduire les risques pour les populations.