CM 2 : Les risques liés à la dynamique interne de la Terre : Séisme, volcanisme et tsunami

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1 G112- Géographie des risques : le cas des risques naturels Licence 1 Histoire-Géographie Laurent Chalumeau CM 2 : Les risques liés à la dynamique interne de la Terre : Séisme, volcanisme et tsunami

2 2. Origines des risques sismiques 2.1. Les causes tectoniques Cause principale des séismes : la tectonique des plaques, la dérive des continents

3 2. Origines des risques sismiques 2.2. Les causes volcaniques Les volcans de type explosif peuvent provoquer des secousses du sol qui font le tour de la terre.

4 2. Origines des risques sismiques 2.2. Les causes volcaniques Les volcans de type effusif peuvent provoquer des secousses du sol de moindre importance. Etna (Italie)

5 2. Origines des risques sismiques Les causes humaines Les séismes anthropiques : - Provoqués (explosion) - Induits (modification environnement)

6 3. Structure interne de la Terre L intérieur de la Terre : un succession de couches aux propriétés physiques différentes.

7 3. Structure interne de la Terre

8 4. Théorie de la dérive des continents Théorie proposée au début du XXe s. par le physicien-météorologue Alfred Wegener ( ) pour tenter d expliquer, entre autre, la similitude dans le tracé des côtes de part et d autre de l Atlantique.

9 4. Théorie de la dérive des continents 4.1. Avant Wegener : - Conception fixiste de la surface de la Terre : océans et continents ont toujours occupés une position fixe - Depuis Aristote (384 av. J.-C av. J.-C.) : la Terre s est formée par une série de catastrophes en un laps de temps très court - Au XIXe s., les géologues James Hutton et Charles Lyell ont tenté de montrer que les processus géologiques étaient beaucoup plus lents.

10 4. Théorie de la dérive des continents 4.1. Avant Wegener : - Un seul grand continent avant le déluge et qu un effondrement du centre de ce bloc aurai créé l Atlantique. (François Placet, 1668) - Avant le déluge, un seul bloc de roche en fusion d un coté de la Terre, qui lors du déluge a été refroidit rapidement entrainant une gigantesque rupture au sein du bloc, séparant Amériques du Vieux-Monde. (Antonio Snider-Pelligrini, 1858) - Arrachement de la Lune à la Terre : grande cicatrice. (George Darwin, 1879) - Séparation des 2 masses continentale qui ont dérivées les unes par rapport aux autres (Frank B. Taylor, 1910)

11 4. Théorie de la dérive des continents 4.2. Les preuves de Wegener : - Le parallélisme des côtes de l Atlantique

12 4. Théorie de la dérive des continents 4.2. Les preuves de Wegener : - La répartition de certains fossiles

13 4. Théorie de la dérive des continents 4.2. Les preuves de Wegener : - Les traces d anciennes glaciations

14 4. Théorie de la dérive des continents 4.2. Les preuves de Wegener : - La correspondance des structures géologiques

15 4. Théorie de la dérive des continents 4.2. Les preuves de Wegener : Conclusion : - Les continents actuels n en formaient qu un seul, Hypothèse : - Les continents «flottent» sur quelque chose encore inconnu Problème : - Il ne montre pas que les continents ont dérivés lentement depuis les derniers 250 million d années

16 5. La tectonique des plaques 5.1. Définition : La tectonique des plaques est une théorie scientifique planétaire unificatrice qui propose que les déformations de la lithosphère sont reliées aux forces internes de la terre et que ces déformations se traduisent par le découpage de la lithosphère en un certain nombre de plaques rigides (14) qui bougent les unes par rapport aux autres en glissant sur l'asthénosphère.

17 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets :

18 5. La tectonique des plaques Dorsale 5.3. Les effets : - Les frontières divergentes

19 5. La tectonique des plaques Rift 5.3. Les effets : - Les frontières divergentes

20 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières convergentes : collision entre : - 2 plaques océaniques Zone de subduction

21 5. La tectonique des plaques Arc insulaire des Antilles bordant la mère des Caraïbes

22 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières convergentes : collision entre : - 1 plaque océanique et 1 plaque continentale

23 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières convergentes : collision entre : - 1 plaque océanique et 1 plaque continentale Chaine des cascades (USA) avec le Mont St Helens

24 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières convergentes : collision entre : - 2 plaques continentales

27 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières transformantes Exemple de la faille de San Andreas

28 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets : - Les frontières transformantes Exemple de la faille de San Andreas

29 5. La tectonique des plaques 5.3. Les effets :

30 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation ductile : plis Déformation résultant de la flexion ou de la distorsion de roches

31 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation ductile : plis

32 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation cassante : les failles Cassure de terrain avec déplacement relatif des parties séparées De différents types en fonction de la contrainte

33 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation cassante : les failles Contrainte compressive : faille inverse

34 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation cassante : les failles Contrainte extensive : faille normale

35 5. La tectonique des plaques 5.4. Les types de déformations des matériaux : Déformation cassante : les failles Contrainte latérale : faille de décrochement

36 6. Les séismes 6.1. Définitions : Séisme : tremblement de terre, secousse ou série de secousses plus ou moins violentes du sol Foyer : lieu dans le plan de faille ou se produit la rupture Epicentre : point à la surface du sol à la vertical du foyer Magnitude : valeur intrinsèque de la puissance du séisme ne dépendant ni du lieu d observation ni des témoignages de la population. Elle est calculée à partir de l'amplitude du mouvement vibratoire du sol. Mise au point par Richter.

37 6. Les séismes 6.2. Echelles : Echelle de Richeter : magnitude, c est une fonction continue donc sans limite calculée à partir des enregistrements des sismographes. Un séisme de magnitude 5 correspond à peu près à l'énergie dégagée par la bombe nucléaire qui détruisit Hiroshima Il n'y a que 4 séismes connus qui ont dépassé la magnitude Chili 9,5 +/- 0, Alaska (USA) 9,2 +/- 0, Sumatra (Indonésie) 9,2 +/- 0, Japon 9,0 +/- 0,05

38 6. Les séismes 6.2. Echelles : Echelle de MSK (Medvedev, Sponheuer et Karnik) : échelle d intensité des séismes fondée sur le ressenti et les dégâts. Elle va de I à XII. Elle dépend donc de la distance au foyer

39 6. Les séismes 6.3. Les ondes : 4 types d ondes :

40 7. Répartition des séismes 7.1. Dans le monde: Environ cent mille séismes sont enregistrés chaque année sur la planète

41 7. Répartition des séismes 7.1. En France : Séismes enregistrés en France entre 1963 et 2007 (magnitude > 3) 20 séismes par an de magnitude supérieure à 3,5

42 8. Le risque sismique

43 8. Le risque sismique L aléa sismique : probabilité pour un site, d être exposé à une secousse sismique de caractéristiques données au cours d une période de temps donnée.

44 8. Le risque sismique Effets directs Séisme - rupture et/ou glissement brusque le long d une faille - fonctionnement d une subduction Déformation permanente - Rupture de surface - Modifications topographiques tectoniques Déformation élastique - Ondes sismiques

45 8. Le risque sismique Effets directs Rupture de surface

46 8. Le risque sismique Effets directs Modification de la topographie

47 8. Le risque sismique Effets directs Déplacements horizontaux

48 8. Le risque sismique Effets directs Effets indirects Séisme - rupture et/ou glissement brusque le long d une faille - fonctionnement d une subduction Déformation permanente - Rupture de surface - Modifications topographiques tectoniques Déformation élastique - Ondes sismiques Lac de barrage tectonique Tsunami Glissement de terrain terrestre Glissement de terrain sous-marin Eboulement Lac de barrage Tsunami Glissement de terrain terrestre Lac de barrage Liquéfaction Glissement de terrain sous-marin Tsunami

49 8. Le risque sismique Effets indirects Tsunami

50 8. Le risque sismique Effets indirects Glissement de terrain

51 8. Le risque sismique Effets indirects Eboulement

52 8. Le risque sismique Effets indirects Liquéfaction des sols

53 8. Le risque sismique 8.1 Les enjeux : - Enjeux humains : - très meurtrier tant par ces effets directs (chutes d objets, effondrements de bâtiments) que indirects (mouvement de terrain, tsunami, ). - nombreux blessés - sans abri - Enjeux économiques : - important - Enjeux environnementaux

54 8. Le risque sismique 8.2. Prévision et prédiction Les signes précurseurs : - Activité micro-sismique anormale (pas toujours) - Modification des propriétés physiques des roches - Augmentation de teneur en radon en surface (pas toujours) - Déformation du sol, difficile à mesurer (pas toujours) - Comportement des animaux (lien?) Problèmes : - faillible - impossible de différencier petits ou gros séismes

55 8. Le risque sismique Le zonage sismique de la France (décret no du 22/10/2010) Prévision et prédiction Ce zonage est basé sur un découpage communal Séismes enregistrés en France entre 1963 et 2007 (magnitude > 3)

56 8. Le risque sismique 8.3. Prévention du risque (Portail de la Prévention des Risques Majeurs) : - information du citoyen : DICRIM en mairie - réduction de la vulnérabilité du bâti => construction parasismiques - préparation à la gestion de crise. - aménagement du territoire

57 9. Les plus importants séismes 9.1. Les plus puissants - Valvidia - Chili (22 mai 1960) magnitude : 9.5 Tremblement + Tsunami 3000 morts - Sumatra - Indonésie (26 décembre 2004) magnitude : 9,1 9,3 Tremblement + Tsunami - Alaska - USA (27 mars 1964) magnitude : 9,2 Tremblement - Tohoku - Japon (11 mars 2011) magnitude : 9 Tremblement + Tsunami - Kamtchaka - Russie (4 novembre 1952) magnitude : 9 Tremblement

58 9. Les plus importants séismes 9.1. Les plus puissants - Valvidia - Chili (22 mai 1960) magnitude : 9.5 Tremblement + Tsunami 3000 morts

59 9. Les plus importants séismes 9.2. Les plus meurtriers - Haïti République d Haïti (12 janvier 2010) magnitude : 7.2 Tremblement crustal (2 30) morts - Tangshan - Chine (28 juillet 1976) magnitude : 8,2 Tremblement morts - Sumatra - Indonésie (26 décembre 2004) magnitude : 9,1 9,3 Tremblement + tsunami morts - Gansu - Chine (16 décembre 1920) magnitude :? Tremblement morts - Xining - Chine (22 mai 1927) magnitude :? Tremblement morts

60 9. Les plus importants séismes 9.2. Les plus meurtriers - Haïti République d Haïti (12 janvier 2010) magnitude : 7.2 Tremblement crustal (2 30) morts

61 10. Le volcanisme Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

62 10. Le volcanisme L origine des volcans 3) Jaillissement du magma en surface : - cendres, bombes, lave, gaz, 2) Remontée du magma en fusion par la cheminée volcanique 1) Stagnation du magma en fusion dans la chambre magmatique Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

63 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

64 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

65 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Les bombes volcaniques (dm à m) Les scories (dizaines de cm) Les lapilli (de qqs mm à qqs cm) Les cendres (entre 0,1 et 2 mm) Les poussières Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

66 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Les bombes volcaniques (dm à m) Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

67 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Les scories (dizaines de cm) Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

68 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Les lapilli (de qqs mm à qqs cm) Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

69 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans extrusifs : Les projections solides : Les cendres ((entre 0,1 et 2 mm) ) Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

70 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans explosifs : Volcans affectés par des explosions de gaz et des projections solides => éruption explosive Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

71 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans explosifs : Volcans affectés par des explosions de gaz et des projections solides => éruption explosive Forme chaotique du sommet Soufrière de la Guadeloupe Soufrière de Montserra

72 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans explosifs : Volcans affectés par des explosions de gaz et des projections solides Exploitation de minerai de soufre Volcan Kawa Ijen (Java)

73 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans explosifs : Les nuées ardentes Température : C Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

74 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans explosifs : Les nuées ardentes Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

75 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans effusifs Volcans affectés de coulées de laves Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

76 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans effusifs Volcans affectés de coulées de laves Forme régulière du cône avec un large cratère La température des laves varient entre 700 et 1200 C

77 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans effusifs Volcans affectés de coulées de laves Différents types de coulées : Pāhoehoe (mot hawaïen) : coulée de lave très fluide avec une surface régulière, rugueuse et souvent striée. Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

78 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans effusifs Volcans affectés de coulées de laves Différents types de coulées : les Aa (mot hawaïen) : laves en coulées à surface chaotique, hérissée de blocs basculés. Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

79 10. Le volcanisme Les différents types de volcan Les volcans strombolien Mixte des 3 autres : peuvent présenter les 3 types d activité Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

80 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan extrusif : projection solide Mont Vésuve, Italie 1944 Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

81 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan extrusif : projection solide Volcan Merapi, Ile de Java, Indonésie 2010 : 367 morts Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

82 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan explosif : projection gaz, nuée ardente Montagne Pelée, Martinique Saint Pierre, Martinique, après l éruption de 1902 Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

83 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan explosif : projection gaz, nuée ardente Saint Pierre, Martinique, après l éruption de morts 2 survivants Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

84 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan effusif : coulée de lave Notre Dame des Laves, Ste-Rose, Réunion Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

85 10. Le volcanisme Les conséquences directes des éruptions volcaniques Volcan effusif : coulée de lave Volcan Fogo, Cap vert Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

86 10. Le volcanisme Les conséquences indirectes des éruptions volcaniques Les lahars: coulées de boue = eau + matériaux fin d origine volcanique Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

87 10. Le volcanisme Les conséquences indirectes des éruptions volcaniques Les lahars: coulées de boue = eau + matériaux fin d origine volcanique Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

88 10. Le volcanisme Les conséquences indirectes des éruptions volcaniques Glissement de terrain Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

89 10. Le volcanisme Répartition des volcans Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

90 10. Le volcanisme Répartition des volcans Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

91 10. Le volcanisme Répartition des volcans Volcans Séismes Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

92 10. Le volcanisme Répartition des volcans Volcans Limites de plaques Volcans à la limite des plaques tectoniques dans les zones de divergences et de convergence Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

93 10. Le volcanisme Répartition des volcans Volcans à la limite des plaques tectoniques dans les zones de divergences et de convergence mais pas que Le cas des points chauds Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

94 10. Le volcanisme Répartition des volcans Les points chauds Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

95 10. Le volcanisme Répartition des volcans Les points chauds permettent une remonté de magma à travers la croute terrestre Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion

96 10. Le volcanisme Répartition des volcans Les points chauds permettent une remonté de magma à travers la croute terrestre Piton de la Fournaise, Ile de la Réunion