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Les activités tectoniques

Les Antilles ont émergé sous l'action de la rencontre de deux plaques lithosphériques. La plaque nord-américaine est subductée sous la plaque caraïbe qui se déforme et sur laquelle s'accumule des sédiments.

Activité crustale : la déformation de la plaque caraïbe se traduit par une sismicité intense superficielle à proximité du front de subduction et le long des failles crustales. Le séisme de magnitude 6.3 des Saintes en 2004 est un exemple de ce type.

Flexure avant-arc : la plaque nord-américaine se déforme également avant de passer sous la plaque caraïbe à l'est du front de subduction. Elle se bombe et peut rompre à un niveau superficiel. Le séisme de magnitude 6.5 du 18 février 2014 est peut être un exemple de ce type.

Activité du plan de Wadati-Beniof : à partir du front de subduction, le passage de la plaque nord-américaine au contact de la plaque caraïbe génère des séismes superficiels à profonds lorsque le glissement entre les deux plaques se bloque. Le séisme de magnitude 8.3 de Guadeloupe de 1843 est un exemple de ce type.

Activité interne du panneau plongeant : lors de sa descente la plaque nord-américaine est soumise à la traction de la partie profonde du panneau. Elle subit également d'importants changements de pression et de température. Ces processus sont mal connus, cependant, ils engendrent des séismes profonds. Le séisme de magnitude 7.4 de Martinique en 2007 est un exemple de ce type.

Les volcans sont des ténors et des sopranos

Sous les volcans, de nombreux phénomènes se produisent et présagent des manifestations volcaniques de surface. D'un point de vue général, les zones volcaniques sont toutes associées à une augmentation anormale du gradient géothermique et du niveau sous-terrain de la nappe phréatique. Il en résulte un système hydrothermal, dans lequel l'eau de la nappe phréatique circule sous l'effet de la température. Les champs fumerolliens sont la manifestation de surface de ce système.

Failles et fluides des massifs volcaniques : En profondeur, la circulation des fluides hydrothermaux emprunte les zones de faille. Ce faisant, la pression de fluide dans les pores des roches « desserre » les failles et leur permet de glisser sur de petites surfaces lors de séismes de très faibles ampleurs dont les vibrations sont de fréquences relativement hautes. Si nous pouvions les entendre, ces ondes sismiques correspondraient à des sons aigus. Ces micro-séismes sont donc induits par la pression des fluides hydrothermaux, et, en quelque sorte, empêche la nucléation de séismes de forte ampleur.

Résonance des basses fréquences dans les volcans : Les poches de fluides hydrothermaux et magmatiques sont responsables de séismes particuliers. Lorsqu'un séisme se produit à proximité de ces poches de fluides, les ondes sismiques s'y retrouvent piégées et les vibrations de basses fréquences sont amplifiées. Si nous pouvions les entendre ces ondes sismiques correspondraient à des sons graves. Ces séismes à basses fréquences, encore appelés « longues périodes », témoignent de la présence de poches de fluides.

Les processus gravitaires, plus ou moins humides

L'érosion des terrains provoque des phénomènes dont la nature dépend principalement de la présence d'eau. Parmi ces phénomènes, certains sont capables de générer des ondes sismiques.

Eboulis : L'érosion des falaises par les vents, les précipitations, les différences de température, et par la végétation donne lieu à des effondrements et à des éboulements. Les chocs des éclats rocheux contre le sol produisent des ondes sismiques qui interférent entre elles pour donner des ondes de surface. Ces ondes sont relativement lentes et se propagent principalement à la surface du sol.

Glissement de terrain : Dans le cas où le sol glisse sur un niveau de détachement sous-terrain, des ondes de surface sont également émises pendant le glissement. Le détachement du sol se fait souvent au niveau d'une couche humide qui lubrifie le glissement.

Coulées de boues : Les roches meubles, comme les sables, lorsqu'elles sont entraînées dans un écoulement avec de grandes quantités d'eau donnent des coulées de boues et, encore une fois, engendrent des ondes sismiques de surface pendant leur écoulement. Ces processus sont capables de couvrir rapidement de grandes distances car ils ont presque la rapidité d'un cours d'eau et la densité des roches meubles.

Les bruits extra-terrestres

Les sismomètres sont des instruments si sensibles qu'ils sont capables d'enregistrer des ondes sismiques générées par d'autres processus que les processus sous terrains. Ce sont souvent des processus intéressants pour d'autres domaines que la sismologie comme la surveillance des éruptions solaires et le suivi des changements climatiques.

Bruit marins : Les grands séismes génèrent des ondes de pression dans les couches profondes des océans. Ces ondes sont capables de se propager sur plusieurs milliers de kilomètres et de se transmettre à leur tour dans les terrains qu'elles rencontrent. La houle océanique est également transmise sous forme d'onde sismique à travers les terres. Les propriétés de la houle peuvent être suivies avec des sismomètres sur de grandes durée pour en mesurer les changements.

Processus atmosphériques : Les orages, les précipitations, les vents et même les variations de pression atmosphériques provoquent des vibrations sismiques de période respectivement très courte à très grandes. Les sismomètres les plus sensibles necessitent d'être isolés des variations de pression atmosphérique, mais c'est très difficile.

Activités sismiques humaines : Les explosions en mer ou sur Terre génèrent des ondes sismiques. Mais de nombreuses autres activités également, comme le trafic routier ainsi que toutes les machines comportant des pièces lourdes en mouvement oscillant ou rotatif. Les activités humaines produisent aussi des ondes acoustiques (des sons) imprimées aux signaux sismiques sans se propager dans le sol. Il est important d'installer des sismomètres dans un endroit silencieux pour les isoler des ondes acoustiques.

Perturbations magnétiques : Le principe de mesure du sismomètre en fait un capteur de perturbations magnétiques. Celles-ci peuvent être induites par des orages (terrestres ou solaires). Il existe des blindages magnétiques pour protéger les instruments de ces signaux qui ne se transmettent donc pas comme des ondes sismiques.

Changement de température : La mécanique des sismomètres change, presque imperceptiblement, sous l'effet de la température. Les changements de température sont donc imprimés au signal sismique. L'isolation thermique est donc très importante pour l'installation correcte d'un sismomètre.

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