Géologie des Antilles
Sismicité des Antilles
Les Antilles sont le siège d'une importante activité sismique. Certains séismes, en raison de leur forte magnitude ont laissé leur empreinte dans cette région du globe.
Caractéristiques d'un séisme
Un séisme ou tremblement de terre est une vibration qui a pris naissance à l'intérieur du globe suite à une rupture de faille. Ce point de rupture est dénommé foyer ou hypocentre. La zone en surface à la verticale du foyer est l'épicentre. Les vibrations transportent une quantité d'énergie dont les effets pourront être ressentis. Cette notion d'énergie transportée et d'effets ressentis ont donné naissance à deux notions: la magnitude et l'intensité.
La magnitude d'un séisme est une valeur physique qui quantifie l'énergie relâchée lors de la rupture de la faille. C'est le sismologue américain Charles RICHTER qui a introduit cette notion en 1935. On utilise une échelle de magnitude appelée échelle de Richter pour rendre compte de cette énergie dissipée. Elle varie entre 0 et 10. Elle est logarithmique, ainsi un séisme de magnitude 2 est dix fois plus important qu'in séisme de magnitude 1. Le séisme le plus important relevé est celui de Valdivia au Chili en 1960, sa magnitude était de 9,5.
L' intensité d'un séisme est une valeur qui indique les dégâts humains et environnementaux. Elle s'exprime sur une échelle dont les plus connues sont l'échelle de Mercalli (1902) et l'échelle MSK (1964) initiales des noms de trois sismologues Medvedev, Sponheue et Karnik. Elles comportent 12 degrés notés en chiffres romains de I à XII. L' échelle MSK a été remplacée en Europe par l'échelle microsismique européenne (EMS98).
Figure 1: Foyer et épicentre d'un séisme
La plaque Caraïbe et les îles qui la composent sont le siège permanent de séismes dont la majorité n'est perçue qu'à l'aide de sismomètres. A partir du foyer, vont se propager dans toutes les directions des ondes sismiques, qui lorsqu'elles sont suffisamment importantes seront perçues autrement que par les appareils dédiés à cela et pourront entraîner des dommages.
Les ondes sismiques sont regroupées en deux catégories:
- Les ondes de volume.
Ce sont des ondes qui traversent l'intérieur de la Terre. Il en existe deux catégories:
- les ondes P ou ondes primaires. Ce sont les premières à être enregistrées sur les sismogrammes car les plus rapides, elles se déplacent jusqu'à 6 km/s. Ce sont des ondes de compression, c'est à dire que le déplacement du sol qu'ils engendrent se fait par des dilatations et des compressions successives.
Figure 2: Modélisation du déplacement des ondes P
- les ondes S ou ondes secondaires. Ce sont les secondes à être enregistrées sur les sismogrammes. Elles ne se propagent pas dans les milieux liquides. Au cours de leur déplacement, les mouvements du sol se font perpendiculairement au sens de propagation de l'onde. leur vitesse est de 4,06 km/s.
Figure 3: Modélisation du déplacement des ondes S
- Les ondes de surface
Ce sont les ondes qui se déplacent au voisinage de la surface de la Terre. On distingue deux types:
- Les ondes de Love ou ondes G. Elles se propagent à 4 km/s. Elles provoquent un ébranlement horizontal à l'origine des dégâts des édifices.
- Les ondes de Raleigh ou ondes R. Elles résultent d'interférences entre ondes P et ondes S.
Figure 4: Trajet des ondes sismiques
Figure 5: Exemple de sismogramme
Sismicité au niveau de l'arc des Petite Antilles
Séismes marquants au niveau de l'Arc des Petites Antilles depuis 300 ans
Année Epicentre Magnitude Effets
1690 Proche d'Antigua >8 Dégâts considérables à Antigua, Saint Kitts et Nevis, et Monserrat
1786 Proche d'Antigua >8 Destruction de tous les bâtiments en maçonnerie
1839 Proche de Martinique 7 - 7,5 Environ 260 morts à la Martinique
1843 Entre Antigua et Guadeloupe 8 2000 morts en Guadeloupe, Destruction dans toutes les îles de Saba à la Dominique.
1906 N-O de Sainte Lucie >7 Gros dégâts à Sainte Lucie et Martinique
1918 N-O de Trinidad 6,5 Destruction des bâtiments en maçonnerie
1939 Martinique 7 261 morts
1953 N-E de Sainte Lucie >7 Peu de dégâts graves en raison de l'absence de grands bâtiments.
1954 Nord de Trinidad 6,5 Effondrement des bâtiments en maçonnerie.
1974 N-W d'Antigua 7,5 Dégâts dans toutes les îles voisines.
1985 Redonda 6,5 Petit tsunami détecté en Guadeloupe.
1999 Martinique 5,8 Dommages légers sur les bâtiments
2004 Entre Dominique et les Saintes 6,4 Un mort en Guadeloupe
2005 Les Saintes 5,7 Légers dégâts
2005 Martinique 4,9 Légers dégâts
2007 Martinique 7,4 Un mort, nombreux dégâts matériels.
Origine des séismes de l'arc des Petites Antilles
L'es séismes qui se produisent au niveau de l'arc des Petites Antilles sont une des conséquence de la subduction c'est à dire du plongement de la plaque Amérique du Nord et Amérique du Sud sous la plaque Caraïbe.
Figure 6: Schématisation de la subduction au niveau de l'arc des Petites Antilles (d'après Géosciences Montpellier, 2018)
En s'enfonçant sous la plaque Caraïbe, la plaque Amérique va se rompre brusquement à un certain moment, c'est le tremblement de terre. Il s'agit d'un séisme de subduction. Voir l'animation
Certains séismes de l'arc des Antilles peuvent provenir des déformations de la plaque Caraïbe sous l'effet des contraintes qu'elle subit. Il s'agit de séismes intraplaques. C'est le cas du séisme de 2004.
Sismicité au nord de la plaque Caraïbe
Le séisme d'Haïti du 12 janvier 2010.
Le 12 janvier 2010 un séisme de magnitude 7.0 survenait à Haïti. Le bilan a fait état de de plus de 230 000 morts. le foyer se situait à seulement 13 km de profondeur.
Haïti est localisé sur la partie nord de la plaque Caraïbe. Elle présente à ce niveau un système' de failles marquant la limite avec la plaque Nord Amérique, ce sont des failles décrochantes majeures c'est à dire des failles dont un compartiment coulisse par rapport à l'autre.
Au nord d'Hispaniola se trouve la faille septentrionale, au sud la faille Enriquillo Plantain-Garden. Ces failles marquent donc la limite septentrionale entre la plaque Caraïbe et la plaque Amérique du Nord. Cette première coulisse vers l'est par rapport à la seconde avec un déplacement d'environ 20 mm /an.
Le séisme d'Haïti n'a pas été provoqué par une rupture de la faille d'Enriquillo-Plantain-Garden comme on l'a pensé au début. Il a été déclenché par une faille jusque là inconnue, la faille de Léogane et peut-être par d'autres failles secondaires.
Figure 7: Contexte géodynamique d'Hispaniola
Les nombreux séismes qui affectent la partie septentrionale de la plaque Caraïbe trouvent leur origine dans le mouvement de coulissage horizontal des plaques Nord-Amérique et Caraïbe.
Sismicité au sud de la plaque Caraïbe
Un séisme de magnitude 7.0 a affecté les côtes de l'Etat de Sucre du Vénézuela le 21 août 2018. Le foyer se trouvait à 123 km de profondeur.
Figure 8: Localisation de l'épicentre du séisme du 24 août 2018.
La région a connu d'autres séismes majeurs dans le passé: le 29 juillet 1967 le séisme de Caracas de magnitude 6.7 fait 200 morts, le 9 juillet 1997, celui de Cariaco de magnitude 7 fait 73 victimes.
Le contexte géodynamique au sud de la plaque Caraïbe est semblable à celui du Nord.
Figure 9: Contexte géodynamique des Antilles
Au sud la limite entre la plaque Caraïbe et la plaque Amérique du Sud est matérialisée par les failles transformantes d'El Pilar et d'Oca dont les mouvements de coulissage horizontaux donnent naissance aux séismes de la région.
Conclusion
Les Antilles et la plaque Caraïbe constituent une zone sismiquement active. De très nombreux séismes échappent à la perception humaine et ne sont repérés que grâce aux sismomètres. En plus des séismes d'origine tectonique que nous avons vus, il existe également des séismes d'origine volcanique, beaucoup moins intenses mais qui peuvent révéler le réveil d'un volcan. Ils constituent donc une aide précieuse dans la prévision des éruptions volcaniques.
Pour repérer les séismes du monde en temps réel, cliquer ci dessous.
POUR ALLER PLUS LOIN
F. SAVATIER (2011) Haiti: une faille sous la faille, in Pour la Science.fr, 22/01/2011.
C. PREPETIT (2010) Séisme en Haïti, un géologue Claude Prépetit avait alerté. Cliquer