Les Tremblements de terre (A. Daubrée)
Le globe terrestre dans ses parties internes est loin d’être en repos ; de même que sa surface, ses régions profondes sont soumises à des actions incessantes. On ne saurait en douter quand on considère les volcans qui projettent leurs éruptions dans de nombreuses régions et aux latitudes les plus diverses. Ce qui le prouve avec non moins d’évidence et pour de plus grandes étendues encore, ce sont ces agitations soudaines qui mettent en mouvement le sol, que nous sommes portés à prendre pour un type de stabilité et de fixité. Loin d’être rares, comme on serait tenté de le croire quand on habite une des contrées de l’Europe septentrionale d’ordinaire tranquilles, les tremblemens de terre sont un phénomène des plus fréquens. Il est permis de dire qu’ils sont tout à fait journaliers ; car il ne se passe pas un jour, bien plus, pas une heure, sans que, d’une manière sensible, sur un point ou sur un autre, l’écorce terrestre ne se trouve ébranlée : c’est une continuelle agitation.
Depuis que les communications d’une extrémité à l’autre de la terre sont devenues aussi faciles que rapides, nos idées sur bien des sujets se modifient et deviennent plus précises. Des faits qui autrefois paraissaient singuliers et extraordinaires sont reconnus fréquens et habituels. Tel est le cas pour les tremblemens de terre. Récemment de nombreux télégrammes apprenaient, presque heure par heure, à tous les points du monde civilisé, les ébranlemens du sol de l’Andalousie. A l’étonnement et à la vive curiosité qu’excitent ces phénomènes se joint une profonde émotion, que causent des désastres d’un caractère dramatique et douloureux. L’intérêt d’une telle étude est d’ailleurs rehaussé par les connaissances qu’elle nous apporte sur la constitution de l’écorce terrestre, connaissances qui, s’accroissant sans cesse, nous mettent à même de mieux saisir certaines parties du mécanisme de ces perturbations souterraines.
Depuis deux mille ans et plus, l’homme s’inquiète de l’instabilité du sol qui le porte. L’imagination des poètes a voulu voir dans cet ébranlement le résultat d’une lutte des Titans et d’un dieu supérieur. De leur côté, les philosophes ont cherché à les expliquer par le jeu des forces naturelles. Un de ceux qui résument les tentatives qu’a faites la raison savante des anciens pour expliquer un sujet si obscur, Sénèque, dans ses Questions naturelles, a magistralement résumé les connaissances de son temps : « Les causes de ces agitations, dit-il, méritent d’être approfondies. — Mais, direz-vous, que m’en reviendra-t-il ? — Un avantage au-dessus duquel il n’est rien : la connaissance de la nature. » Puis, après avoir discuté les opinions d’Aristote, de Théophraste, de Thaïes de Milet, de Démocrite, d’Épicure, d’Anaximène, d’Anaxagore et d’autres philosophes grecs, Sénèque conclut que « la cause des tremblemens de terre n’est ni le feu ni l’eau, mais l’air, qui est naturellement rapide et mobile ; qui, si tout moyen de fuir lui est enlevé, ébranle les montagnes au point de les briser, d’autant plus terrible que la lutte a été plus longue. Rien ne peut contenir une telle force. » Il est intéressant de mesurer la distance qui nous sépare de tels essais, souvent et vainement renouvelés jusqu’à notre siècle, faute d’observations exactes et méthodiques comme celles qui servent aujourd’hui à nous guider.
Parmi les tremblemens de terre les plus récens et les plus voisins de nous, on se rappelle celui qui a bouleversé la plus grande partie de l’Ile de Chio. Le 3 avril 1881, vers une heure quarante minutes de l’après-midi, une violente trépidation vint secouer la ville de Chio, ainsi que trente ou quarante bourgs et villages du sud de l’Ile. Les maisons ébranlées et lézardées se soutenaient encore lorsque, quelques minutes après, il survint une seconde secousse, aussi violente que la première, qui acheva l’œuvre de destruction. C’est alors que cinq mille victimes furent enfouies sous les décombres ; un peu plus tard, quatre mille personnes devaient y trouver aussi la mort. En effet, à peine commençait-on à se rassurer que d’autres chocs, aussi violons que les premiers, mirent le comble à la terreur qui s’était emparée de toute la population. La stupeur augmentait à la vue des blessés et des mourans, qui parvenaient à se dégager des décombres partout accumulés. Il ne se passait pas un quart d’heure sans qu’une nouvelle trépidation du sol fît tomber quelque mur resté debout. C’est ainsi qu’un grand nombre de blessés, après avoir pu se dégager au milieu des débris qui les avaient surpris d’abord, furent de nouveau ensevelis. « La mort, dit un témoin oculaire, semblait poursuivre les victimes avec acharnement. En moins d’une heure, la ruine de Chio était absolue. » Pendant un an, les agitations du sol continuèrent avec des interruptions de courte durée.
Depuis une haute antiquité, les tremblemens de terre sont fréquens en Asie-Mineure et particulièrement à Smyrne, ainsi que dans l’archipel, dont Chio, Metelin et Rhodes font partie. Pendant les années 1879 et 1880, l’Ile de Chio avait ressenti des trépidations fréquentes, jusqu’à dix dans une même journée. Il en était de même à Metelin et à Smyrne ; mais aucune n’était assez forte pour causer beaucoup d’inquiétudes. C’était comme la préparation souterraine de la catastrophe qui éclata quelques mois plus tard.
Le désastre qui, l’année suivante, a désolé l’Ile d’Ischia n’a pas excité moins d’émotion. Le volcan qui domine cette île, l’Epomeo, a éprouvé plusieurs éruptions depuis les temps historiques. La dernière, survenue en 1301, est représentée par une imposante coulée de lave. Malgré cette inaction de près de six siècles, rien ne prouve que le volcan soit arrivé au repos, puisque antérieurement il avait passé environ mille ans avant de se réveiller. D’ailleurs, autour de lui, l’activité volcanique se manifeste encore par des jets de vapeur d’eau et par trente à quarante sources thermales, qui jaillissent principalement dans la partie septentrionale de l’île. Le sol est en grande partie constitué de couches de pierres ponces, de gravier et d’argile, dans lesquelles sont disséminées de nombreuses coquilles, appartenant à des espèces qui vivent encore dans la mer voisine ; ce qui démontre que l’île d’Ischia n’a émergé qu’à une époque géologiquement très récente.
La secousse qui, le 28 juillet 1883, plongea dans la consternation cette délicieuse contrée, fut accompagnée d’un mugissement épouvantable, dont on a évalué la durée à vingt secondes environ. Ce fut d’abord un sautillement d’une violence extrême, qui déchiqueta les édifices : un mouvement ondulatoire le suivit. La ville de Casamicciola et le village de Lacco-Ameno furent comme rasés au niveau du sol et un grand nombre de victimes humaines furent ensevelies. Les points les plus ébranlés s’alignent suivant les deux fractures profondes du sol qui traversent l’île, en se croisant à peu près à angle droit, presque au-dessous de Casamicciola. Antérieurement, l’île d’Ischia avait souvent éprouvé des tremblemens de terre : l’un, à la date du 2 février 1828, fut particulièrement violent ; un autre était survenu le 4 mars 1881. Presque tous ont été funestes à Casamicciola ; cela s’explique par sa situation sur des fractures, ainsi que par la nature argileuse et peu cohérente du sol, où les édifices souffrirent beaucoup plus que ceux qui reposaient sur lu roche massive. Quelle que soit leur intensité, les tremblemens de terre d’Ischia sont généralement localisés sur un espace très circonscrit. C’est à peine si, lors de celui de 1883, quelques frémissemens ont été ressentis sur la côte d’Italie, qui n’en est distante que de quelques kilomètres.
Naples se dresse et s’étale fièrement près de ce formidable foyer d’agitation et plus près encore d’un autre foyer, le Vésuve, bravant des secousses qui paraîtraient devoir la menacer, mais qui le plus souvent l’effleurent à peine. C’est ainsi que cette belle Parthénope ne fut presque pas touchée quand, dans les années 50 et 63 de notre ère, de violons tremblemens de terre secouèrent la Campanie et détruisirent deux villes populeuses, Pompé et Herculanum ; cette dernière, à 9 kilomètres seulement de ses murs. Naples restait de nouveau indemne, lorsque, peu d’années après, en l’an 79, eut lieu l’explosion dont les agitations sourdes étaient comme le prélude : cette première éruption du Vésuve, la plus terrible qu’aient vue ces dix-huit siècles, ensevelit sous d’épaisses déjections volcaniques les deux malheureuses villes à peine rebâties. Quoique plus tard Naples n’ait pas toujours eu le privilège d’échapper ainsi au danger, on peut dire que l’emplacement de cette ville a été choisi avec un heureux instinct, non-seulement pour les sites admirables qui l’encadrent, mais aussi au point de vue de la sûreté relative de ses constructions, dont aujourd’hui les étages nombreux s’élèvent audacieusement, oubliant les dommages considérables que les édifices antérieurs ont subis, notamment dans les années 1349, 1456, 1688 et 1732. C’est ainsi que tout s’oublie.
Moins d’un mois après les secousses d’Ischia, les 26, 27 et 28 août, survint une gigantesque explosion dans une autre île volcanique, celle du Krakatau, près Java. Cette catastrophe doit être mentionnée ici, à cause de la connexion qui la rattache aux tremblemens de terre proprement dits. Les écroulemens de montagnes, sur l’emplacement desquels s’étend aujourd’hui une mer profonde ; la prodigieuse abondance de pierres ponces et de déjections solides sorties de la bouche volcanique, qui ont causé au loin une nuit intense pendant plusieurs heures et dont le volume a été évalué à 18 kilomètres cubes ; les parties les plus fines, qui, répandues dans l’atmosphère, en ont troublé la transparence pendant des semaines, et les lueurs crépusculaires qu’elles ont causées[1] ; les vagues marines qui se sont propagées jusqu’aux extrémités des océans avec des vitesses comparables à celles des marées, de 120 à 300 mètres par seconde ; les vagues aériennes, qui, d’après l’enregistrement des baromètres, ont fait dans deux sens opposés le tour du globe ; les 30,000 existences humaines qu’elle a immolées ; les villages et les cultures qu’elle a anéantis ; toutes ces circonstances ont causé une vive impression dans tous les pays civilisés.
Aujourd’hui, c’est une des plus belles parties de l’Europe, l’Andalousie, qui est frappée de désastres. Il est inutile de rappeler des faits qui sont présens à la mémoire de chacun. Déjà, le 22 décembre 1884, un premier tremblement de terre avait été ressenti dans les côtes occidentales de l’Espagne et du Portugal, et jusqu’aux Açores et à Madère. C’était comme un avant-coureur de celui qui se produisit trois jours après, avec une intensité incomparablement plus grande, dans une autre partie de la péninsule ibérique. Le 25 décembre, vers neuf heures du soir, la partie méridionale de l’Andalousie fut si fortement secouée que, dans les provinces de Malaga et de Grenade, en moins de dix secondes, cinquante-six villes et villages furent ravagés ; une vingtaine de ces localités furent détruites presque entièrement. La petite cité pittoresque et naguère si animée d’Alhama, qui comptait 10,000 habitans, est en ruines ; à Arenas el Rey, il ne reste pas une maison debout. Albunuelas, Periana, Zaffarraya, Venta de Zaffaraya, ont éprouvé le même sort. Ces diverses localités superposées au foyer d’agitation sont réparties sur une surface dont la principale dimension n’atteint pas 60 kilomètres ; mais les mouvemens du sol se sont propagés bien au-delà, vers l’ouest, jusqu’au-delà de Séville, vers l’est, au cap de Gate, et, au nord, jusqu’à Molena de Aragon, en y comprenant Madrid. Ces mouvemens du sol ont, en outre, provoqué des phénomènes de divers ordres. Des crevasses de plusieurs kilomètres de longueur et larges de quelques mètres se sont ouvertes çà et là. De l’une d’elles, à 3 kilomètres de Santa-Cruz, il s’exhale des gaz fétides à odeur d’hydrogène sulfuré ; de la même fissure jaillit une source abondante d’eau sulfureuse avec une température de 42 degrés, tandis qu’à 2 kilomètres de ce point, les sources thermales d’Alhama, utilisées depuis l’antiquité, se sont échauffées davantage et ont acquis un caractère sulfureux.
Les contrées qui avoisinent la Sierra Nevada et les sierras qui en sont comme les ramifications ont été fréquemment le centre de commotions souterraines. Souvent aussi, comme il vient d’arriver, les secousses se sont répétées pendant plusieurs semaines ; c’est un fait qu’il ne faut pas perdre de vue. Tel a été le cas en 1802, où elles ont duré du 17 janvier au 6 février suivant. En 1804, les 13 et 21 janvier, 6 et 16 février, 20 août et du 22 au 28 du même mois, de fortes secousses étaient éprouvées, tant à Malaga qu’à Motril et en divers lieux de la province de Grenade. En 1823, le 10 janvier, des chocs se répétèrent plus de deux cents fois en vingt-quatre heures. En 1826, le 27 avril, à Grenade, commençaient des secousses qui se sont renouvelées jusqu’en juillet suivant ; quelques-unes ont été très violentes, notamment le 17 mai, et, un peu plus tard, le 14 décembre. Des„ faits du même genre se sont reproduits en 1828, les 13, 14 et 15 septembre. En 1829, le 21 mars, un ébranlement très violent causa, dans la vallée de la Segura et dans la province de Valence, la mine de 3,000 maisons et la mort de 389 personnes ; on compta quarante à cinquante secousses par jour jusqu’au 26 du même mois, et elles continuèrent jusqu’au 16 avril. En 1836, en 1841, en 1845 et en 1863, de nouvelles agitations se sont aussi fait sentir. Les tremblemens de terre actuels de l’Andalousie n’ont donc rien d’insolite ; ils ne sont que la continuation de beaucoup d’autres dont nous venons de citer quelques-uns. C’est toujours le même appareil qui fonctionne.
Nous nous bornerons à ces citations sommaires de quelques tremblemens de terre récens, notre but n’étant pas de les décrire, mais d’en rechercher les causes. Pour cela il est indispensable de sortir de quelques cas particuliers et d’élargir le point de vue, en mettant en relief, d’après des observations qui ont été faites sur des milliers de phénomènes du même genre, les caractères communs les plus essentiels que présentent ces agitations.
Dans les mouvemens que subit le sol, on distingue des chocs verticaux, d’une grande énergie. Ainsi, dans le tremblement de terre de Calabre de 1783, des maisons furent projetées en l’air, comme par une explosion de mine, et dans celui de Riobamba, en Colombie, de 1812, les cadavres de plusieurs habitans furent lancés sur une colline de plus de 100 mètres de hauteur. Ce sont des mouvemens que l’on a qualifiés du nom de succussions et par l’épithète de subsultoires, le plus souvent et sur la principale étendue, ce sont des mouvemens ondulatoires, se propageant horizontalement, à la manière de ces ondulations que l’on observe à tout instant sur une surface liquide. De même que celles-ci, elles peuvent, lorsqu’elles se prolongent pendant quelques minutes, causer le malaise particulier connu sous le nom de mal de mer. Ces ondulations terrestres ont été quelquefois assez fortes pour incliner des arbres jusqu’à leur faire toucher le sol avec leurs branches.
Ces deux modes d’ébranlement peuvent s’associer entre eux, ou se succéder à de très courts intervalles. Pour en constater avec précision l’intensité, la direction et la durée et même enregistrer leurs caractères, on se sert d’appareils variés nommés séismographes ou seismomètres, analysateurs, ainsi que de pendules convenablement disposés.
Quelle que soit leur nature, ces effets mécaniques sont d’intensité très variable. Souvent ce sont des ondulations à peine perceptibles et des frémissemens peu inquiétans, qu’au Chili et au Pérou on désigne sous le nom de tremblores, pour les distinguer des véritables terremotos ; quelquefois ce sont des ébranlemens auxquels les constructions en maçonnerie ne peuvent résister. Des villes et des villages se trouvent instantanément transformés en des monceaux de mines, sous lesquelles sont ensevelis des milliers d’habitans. Aussi certains modes de construction sont-ils employés dans les pays sujets aux tremblemens de terre, comme opposant plus de résistance, tant par leur faible hauteur que par la nature et l’agencement de leurs matériaux. Depuis longtemps déjà, au Japon, où les agitations sont absolument journalières, ce sont des pièces de bois reliées par des cloisons en bambous. De même aux Philippines et à Manille en particulier, les maisons sont construites en bois et avec des précautions que l’expérience a enseignées, pour se prémunir contre un péril toujours imminent. A Ischia, un décret royal du 29 août dernier prescrit que, dans les communes de Casamicciola, de Lago-Ameno et de Forio, zones particulièrement dangereuses, toutes les constructions seront à l’avenir faites avec enchevêtrement de bois et de fer.
Dans le mouvement ondulatoire qui est le plus habituel, l’agitation est naturellement plus prononcée au sommet des édifices qu’à leur base. Par exemple, le 25 décembre dernier, au théâtre de Madrid, la galerie supérieure subissait visiblement un balancement, tandis que le parterre était tranquille. Pour la même raison, dans l’intérieur des mines, les mouvemens sont incomparablement moins sensibles qu’à la surface du sol. Parmi de très nombreux exemples, je me bornerai à mentionner ceux que l’on observe journellement au Chili. Un jour que le savant géologue qui a, pendant plus de quarante ans, rendu d’éminens services à l’industrie minérale de ce pays, M. Domeyko, se trouvait au fond des mines d’argent de Charnacillo, à 200 mètres de profondeur, occupé à lover des plans de galeries, sa maison et beaucoup d’autres s’écroulaient au-dessus de sa tête, sans qu’il ressentit la moindre agitation. La durée des chocs est ordinairement très courte, quelquefois une seconde ou deux. Les mouvemens ondulatoires se prolongent davantage, ainsi qu’il est facile de le comprendre. Quelques instans suffisent pour produire les effets désastreux dont il vient d’être question. Trois coups, estimés chacun à quatre secondes, causèrent la mort de plus de vingt mille personnes, le 26 mars 1812, dans la contrée de Caracas, et le bouleversement de la contrée de Riobamba, en 1797, fit aussi soudainement trente mille victimes. Aucune autre force naturelle ou artificielle, ne peut, en un temps si court, briser plus d’existences, ni accumuler tant de ruines. Ainsi, le 9 janvier 1693, quarante-neuf villes et de nombreux villages de la Sicile furent renversés et ensevelirent quatre-vingt-treize mille personnes. Moins d’un siècle après, le 5 février 1783, un désastre semblable, dans le même pays, particulièrement en Calabre, faisait presque autant de victimes. Comme plus meurtriers encore, on peut citer le tremblement de terre qui eut lieu l’an 19 sous Tibère, en Italie, et celui qui se fit sentir vers l’an 52, sous l’empereur Justin, en Asie Mineure et en Syrie et qui rasa Antioche ; chacun de ces tremblemens de terre coûta, croit-on, la vie au moins à cent vingt mille habitans.
Quelque écrasans et désastreux par rapport à nos personnes et à nos édifices que puissent être les tremblemens de terre, il faut bien reconnaître cependant que l’amplitude de leurs mouvemens les plus accentués est complètement insignifiante par rapport aux dimensions du globe dont ils font vibrer l’épiderme.
Rarement un tremblement de terre est limité à une seule secousse. Ordinairement il y en a plusieurs qui se succèdent à de courts intervalles. Dans bien des cas, les mouvemens se réitèrent pendant des mois et même des années, avec des pauses d’une durée variable, de manière à former jusqu’à leur extinction totale un ensemble que l’on peut appeler période seismique.
Quelques exemples sont nécessaires pour donner une idée de ces successions d’ébranlemens, qui constituent un des traits les plus caractéristiques des tremblemens de terre. A la suite de la secousse qui, le 18 août 1851, transforma la ville de Thèbes en un monceau de ruines, des commotions agitèrent la Béotie pendant environ onze mois, se succédant jusqu’à trois fois en vingt-quatre heures ; puis elles cessèrent graduellement. De longues séries de secousses ont ébranlé une partie de l’Ecosse pendant plus de deux ans, du 30 octobre 1839 au 7 décembre 1841 ; elles partaient d’un point situé dans le Perthshire, près de Comrie, localité qui déjà antérieurement avait été un centre de commotions. Il en a été de même en Croatie, aux environs de Fiume, du 1er mars au 12 juin 1870, pour des chocs souvent violens et accompagnés de détonations. On pourrait citer des centaines d’exemples de ces périodes d’agitations répétées.
La chaîne des Alpes, dont la constitution est si instructive pour les géologues, a fourni dans beaucoup de ses parties des exemples de périodes seismiques. Ainsi, en Piémont, les environs de Pignerol ont éprouvé des séries de secousses, du 2 avril 1808 au 17 mai suivant. Dans tout cet intervalle, il ne s’est pas passé un jour sans qu’on y ressentit quelque mouvement, tantôt sans bruit, tantôt avec des détonations qui précédaient toujours l’ébranlement des édifices. Les commotions reprirent plus tard, les 26 septembre, 28 octobre et 22 novembre, et l’année suivante, les 13 mars et 26 juin. A la suite du tremblement de terre de Viège, qui eut lieu le 25 juillet 1755 et se propagea jusqu’à Paris, le Valais continua d’éprouver des secousses pendant quatre mois. Dans une autre partie de la chaîne, sur le rivage méridional du lac de Garde, aux environs de Desenzano, des mouvemens se produisirent le 2 mai 1866 et furent suivis d’une série d’autres qui continuèrent avec des intervalles plus ou moins longs, mais en augmentant d’intensité jusqu’à la fin de l’année. En 1868, le Monte Baldo, situé sur la partie orientale du même lac, fut soumis à une agitation prolongée. Cinq années plus tard, c’était le tour de Bellune ; on y ressentit un premier choc le 10 mars 1873 ; puis il se fit un repos complet jusqu’au 29 juin, jour du choc le plus violent qui se propagea au loin. A partir de ce moment, les ébranlemens se succédèrent rapidement ; il y eut cependant des journées entières et même des semaines de repos ; mais une commotion violente se fit encore sentir le 26 décembre.
La période qui continue actuellement en Andalousie est du même genre. Le prélude du 23 décembre, qui a ébranlé une partie de la péninsule espagnole, le grand tremblement de terre du 25 décembre et toute cette longue succession de secousses qui, le 9 mars, continuaient encore avec assez de violence pour causer de nouvelles ruines, appartiennent à une même période. Il est remarquable que de telles séries d’ébranlemens se produisent tout particulièrement dans les pays éloignés des volcans, comme Humboldt l’avait justement remarqué.
L’effroyable surprise dont les habitans sont saisis en voyant s’agiter le sol qui les supporte ne saurait se décrire ; elle a suffi pour faire perdre la raison à plusieurs personnes. Les animaux domestiques et même certains animaux sauvages, tels que les crocodiles de l’Orénoque, d’après Humboldt, manifestent souvent une véritable inquiétude. Dans les contrées ébranlées, on reconnaît ordinairement une région de dimension restreinte où le mouvement a été surtout énergique. Elle correspond sans doute au centre d’impulsion placé dans la profondeur ; aussi lui a-t-on donné le nom d’épicentre. C’est dans cette région que se font plus particulièrement ressentir les chocs verticaux, ou succussions, à partir desquels rayonnent dans le sol les mouvemens ondulatoires, avec des vitesses de propagation que l’on a souvent estimées de 350 à 500 mètres par seconde, comparables à celle du son dans l’air.
La surface ébranlée est quelquefois d’une faible étendue, lors même que le tremblement de terre est très violent, comme il est arrivé en Calabre en 1783, à Alep en 1822, et à Ischia en 1828 et 1883. D’autres fois, il est beaucoup plus étendu. Ainsi le tremblement de terre de Lisbonne de 1755 se fit sentir sur une partie de l’Europe jusqu’en Bohème, et même en Scandinavie ; dans l’Afrique septentrionale, à Mogador, à Madère, et jusqu’aux Antilles et au Canada ; il affecta une surface quatre fois grande comme celle de l’Europe ou d’environ l/13e de la surface du globe. Le plus souvent les dimensions linéaires des surfaces agitées sont comprises entre 100 et 900 kilomètres, c’est-à-dire entre des longueurs qui correspondent à une amplitude de 1/400e à 1/40e de la circonférence terrestre.
Loin de présenter une forme à peu près circulaire, comme on serait tout d’abord porté à le supposer, cette aire d’ébranlement a généralement une forme irrégulière. Souvent elle est très allongée et en rapport avec les alignemens des montagnes voisines ou d’autres accidens profonds de structure. Pendant le formidable tremblement de terre de 1783, aussi bien que pendant celui d’octobre 1876, la chaîne des Apennins servit comme de mur de protection pour les provinces orientales de la presqu’île italienne ; tandis que des milliers de secousses agitaient un côté de la chaîne, en y produisant de grands désastres, on ne ressentit absolument rien sur le versant opposé. Dans les Alpes, la plupart des tremblemens de terre se produisent dans les chaînes latérales du nord et du sud, qui sont formées de terrains sédimentaires, tandis que la chaîne centrale composée de roches cristallines n’est pas ébranlée. Les Andes de l’Amérique du Sud forment un barrage naturel que les plus violentes agitations du littoral de l’Océan-Pacifique, tout en s’étendant au loin parallèlement à la chaîne, ne franchissent presque jamais, et, si parfois quelques secousses se propagent au-delà, elles n’arrivent qu’extrêmement affaiblies.
Dans l’étendue ébranlée, les mouvemens sont très inégalement sensibles. Entre deux points secoués par une seule et même impulsion, il est des intermédiaires qui restent immobiles et que l’on a nommés quelquefois ponts ou arches.
Les secousses sont souvent accompagnées de bruits que l’on a comparés à celui que produiraient des voitures fortement chargées, roulant à allure vive sur un pavé ; quelquefois à des tonnerres souterrains et à des mugissemens ; mais l’intensité de ces bruits n’est nullement en proportion avec celle de l’agitation. Le grand tremblement de terre de Rio-Bamba du 4 février 1797 se fit en silence.
Ces bruits sont en rapport avec la nature des roches qui les transmettent. Les tremblemens de terre du nord du Chili, si fréquens à Coquimbo, en sont presque toujours précédés ou accompagnés, ce qui n’arrive pas pour ceux de la partie méridionale du même pays. D’un autre côté, il est des rumeurs souterraines qui ne sont pas associées à des secousses. Tels sont les bramidos ou rugissemens qui se sont succédé à Guanaxuato, au Mexique, en 1784, pendant plus d’un mois et qui causèrent l’épouvante et la fuite des habitans de cette ville. C’étaient des éclats secs et vifs comme ceux de la foudre, alternant avec de longs roulemens rappelant ceux d’un tonnerre éloigné : ce phénomène cessa graduellement. Tels sont aussi les bruits qui résonnent dans la haute région des Andes du Chili sans qu’on y ressente le moindre mouvement du sol. Au même titre, nous citerons encore l’Ile de Meleda, sur la côte de Dalmatie, près de Raguse, qui a offert l’exemple d’un nombre tout à fait extraordinaire de détonations, suivant le terme employé par ceux qui les ont entendues, en même temps que celui d’une longue répétition de secousses. Ces dernières commencèrent en mars 1822 et se continuèrent, avec de très courts intervalles, jusqu’en septembre ; puis elles reprirent en mars 1823, et furent particulièrement effrayantes pendant les mois d’août et septembre de cette même année. D’un autre côté, les détonations très nombreuses, quelquefois plus de cent en un jour, se produisirent aussi sans secousses. Ces deux effets, bien que n’étant pas toujours simultanés, dérivaient évidemment d’une cause unique, d’un même travail souterrain. En 1824, les bruits reparurent encore à Meleda pendant sept jours, du 14 octobre au 15 novembre, et une dernière fois, le 18 février 1826. Ce phénomène est unique dans le souvenir des habitans de l’Ile.
Les bruits associés aux tremblemens paraissent de la nature de ceux qui accompagnent les éruptions. Ces derniers se propagent sur des centaines de kilomètres, non par l’air, mais par le sol. Lors de l’éruption de 1877, au Cotopaxi, des détonations qui paraissaient partir des profondeurs retentirent moins distinctement au pied de la montagne qu’à Quito et à Guyaquil, c’est-à-dire à 350 kilomètres du volcan. Rien de connu en ce genre n’atteint les proportions de ce qui s’est passé, le 26 août 1883, lors de l’éruption du Krakatau. Les mugissemens furent entendus à Ceylan, au Birman, à Manille, en Nouvelle-Guinée et sur la côte occidentale de l’Australie, ainsi que dans tous les lieux plus rapprochés du volcan. Si, du Krakatau comme centre, on décrit un cercle avec un rayon de 30 degrés ou 3,000 kilomètres, ce cercle passe par les points les plus éloignés où le bruit ait été perçu. La distance des points extrêmes, de l’est à l’ouest, est donc de 60 degrés, ou un sixième de la circonférence terrestre, et la superficie de ce cercle, ou plutôt du segment sphérique, est de plus du quinzième de la surface du globe. Lors de l’éruption du Tambora, dans l’Ile de Sumbava, en 1815, le rayon du cercle dans lequel le bruit se fit entendre était moitié moindre, c’est-à-dire de 15 degrés ; la superficie était donc environ quatre fois plus petite.
Le bassin des mers est ébranlé tout aussi bien que la terre ferme. Ce qui le démontre, ce sont les chocs qu’éprouvent les navires situés au large, sans qu’on en aperçoive aucune cause extérieure, chocs qui font croire que l’on touche brusquement un bas-fond. Ce sont de véritables tremblemens de mer.
En outre, les mouvemens du littoral, pour peu qu’ils soient intenses, se transmettent à la masse liquide. La mer se retire du rivage, laissant le fond à sec sur une étendue qui est parfois de plusieurs kilomètres ; puis elle revient rapidement sur elle-même, et, franchissant sa limite normale, elle se précipite avec fureur et comme à l’assaut vers l’intérieur du pays, sous la forme d’une énorme vague que l’on a vue souvent, au Chili, atteindre une hauteur de 30 à 40 mètres ; ensuite elle se retire en ramenant au large ce qu’elle a arraché sur son passage. Cette terrible oscillation se répète trois ou quatre fois avec une énergie décroissante, à moins que les mouvemens du sol ne persistent. Ces invasions d’eau ou raz-de-marée, nommées salida de la mar dans l’Amérique du Sud, sont bien plus redoutées des habitans, qui en ont l’expérience, que les secousses mêmes du sol.
D’ailleurs, les grandes vagues se propagent dans l’océan, bien loin du centre initial d’ébranlement. Le 22 décembre 1854, douze heures après le tremblement de terre qui rasa la ville de Simoda, au Japon, une vague formidable se précipita, sur les côtes de la Californie, après avoir parcouru 8,900 kilomètres. En 1868, une grande vague, d’une origine semblable, détruisit Arequipa et Arica, au Pérou, en faisant périr 30,000 personnes. Cette vague paraissait venir d’Honolulu, d’où elle était arrivée en douze heures, c’est-à-dire avec une vitesse de 717 kilomètres à l’heure. Jamais on n’a mieux vu que lors de l’éruption du Krakatau combien les vagues, provoquées par des agitations souterraines, peuvent avoir d’ampleur. D’après une communication faite par M. Ferdinand de Lesseps à l’Académie des Sciences, le 27 août 1883, à partir de trois heures et demie du soir, le marégraphe établi à Colon par la compagnie du canal Interocéanique éprouva une série d’oscillations tout à fait comparables, pour l’amplitude, aux mouvemens habituels de la marée, mais dont la durée, au lieu d’être d’environ douze heures, était seulement d’une heure à une heure et demie. Ces oscillations, qui ne pouvaient être dues qu’à un phénomène tout à fait extraordinaire, trouvèrent leur explication un peu plus tard, quand on apprit la catastrophe qui était arrivée la veille dans le détroit de la Sonde. A première vue, il est étonnant que l’ébranlement se soit fait sentir à Colon, c’est-à-dire du côté de l’Atlantique, et non à Panama, sur le Grand-Océan, à travers lequel le trajet paraît direct : la translation de la vague s’est faite réellement en contournant l’Afrique méridionale, puis en pénétrant dans l’Océan-Atlantique, entre l’Afrique et l’Amérique du Sud, jusqu’au fond de la mer des Antilles. Mais la singularité de cette marche sinueuse s’explique naturellement par cette circonstance que le trajet direct vers l’est se trouve barré par les innombrables îles et récifs du large archipel situé au nord de l’Australie, et qu’en outre, il n’y a dans tout cet archipel qu’une très faible profondeur d’eau. Dans ces conditions, l’ébranlement, en supposant qu’il pût parvenir jusque dans les profondeurs du Grand-Océan, devait y arriver presque éteint. Au contraire, du côté de l’ouest, le détroit de la Sonde s’ouvre directement dans l’Océan-Indien, et l’ébranlement s’est produit immédiatement dans des masses d’eaux profondes. Cette propagation de commotion souterraine par l’eau des mers, la plus lointaine que la science ait notée, s’est faite sur un trajet de 11,890 milles, c’est-à-dire égal à plus de la moitié de la circonférence du globe, en vingt heures cinquante minutes, et par conséquent avec une vitesse de 294 mètres par seconde, d’après l’évaluation de M. Bouquet de La Grye. Elle a été reconnue aussi sur les côtes de France.
Les tremblemens de terre peuvent apporter des changemens permanens dans le relief du sol. Ce ne sont pas seulement des crevasses et des éboulemens de rochers ; on a parfois aussi signalé des exhaussemens faibles, mais appréciables, particulièrement au Chili, en 1822, en 1835 et en 1837 ; à cette dernière époque, des coquilles marines encore vivantes et adhérant aux rochers sur lesquels elles avaient vécu, ont apparu au-dessus du niveau de la mer et servi ainsi de témoins irrécusables du changement de niveau qui venait de se produire soudainement.
Nous ne dirons rien ici de divers effets accessoires des tremblemens de terre, de leur influence sur le régime des eaux souterraines, dont les environs d’Alhama viennent de fournir un exemple, des mofettes dégagées du sol, du développement d’électricité et des perturbations magnétiques qui ont été quelquefois signalés : le plus simple exposé de ces faits nous entraînerait trop loin.
Les mouvemens très accentués dont nous venons de parler, et auxquels le nom de tremblemens de terre doit être réservé, ne sont pas les seuls qui se manifestent dans l’écorce terrestre. Il s’en produit d’autres qui sont extrêmement faibles, au point qu’ils resteraient tout à fait inaperçus sans le secours d’instrumens spéciaux et fort délicats. Dès 1869, le savant et intrépide voyageur M. d’Abbadie, en examinant par un ingénieux procédé la surface d’un bain de mercure dans l’observatoire qu’il s’est fait construire à Abbadia, près Hendaye, découvrait de très légères, mais fréquentes variations dans la situation de la verticale ; il en déduisait que le sol lui-même n’est pas toujours immobile, même lorsqu’il en présente toutes les apparences. Depuis lors, le fait s’est confirmé pleinement et en bien des lieux. Des oscillations tout à fait brusques dans les lunettes astronomiques qui ont été signalées plusieurs fois à l’observatoire de Pulkowa, et récemment, le 27 novembre 1884, à celui de Nice, sont aussi des signes révélateurs d’agitations dans la croûte terrestre. Il est juste de dire que, dès 1741, les académiciens français qui allèrent à l’équateur mesurer un arc de méridien, Bouguer et La Condamine, étaient arrivés à une conclusion du même genre, en mesurant les distances apparentes des étoiles au zénith. On ne se serait pas attendu à ce que l’observation des astres vînt trahir un travail qui s’opère dans les profondeurs de notre planète.
En Italie, ces mêmes mouvemens, si faibles qu’ils ne sont pas perceptibles directement par nos sens, sont soumis à une étude journalière et attentive. Des stations, actuellement au nombre de vingt-huit, sont réparties d’un bout à l’autre de la péninsule ; et leurs résultats sont centralisés à l’observatoire géodynamique de Rome sous la direction de M. de Rossi. De même que le microscope sert à reconnaître les objets trop exigus pour être vus à l’œil nu, de même des appareils nommés tromomètres, trémitoscopes, micro-seismographes, décèlent ces petits mouvemens. On en distingue de deux sortes : les trépidations ou frémissemens très rapides et prolongés (tremiti), et des ondulations caractérisées au contraire par une grande lenteur, que l’on a nommées ondulations microseismiques. Les uns et les autres sont presque incessans. C’est ce qu’apprend un bulletin décadique dont la publication vient de commencer. Pour chaque jour, toutes les observations sont figurées sur une carte d’Italie, au moyen de signes conventionnels, de telle sorte qu’un simple coup d’œil les suit dans tous leurs détails, en même temps que dans l’ensemble. On voit, par exemple, que pendant le mois de janvier, le centre de la péninsule et une portion des Alpes, au nord de Turin, étaient particulièrement agités. En même temps que des bruits étaient signalés dans l’Emilie, des microphones spéciaux permettaient d’en saisir de très légers dans le groupe volcanique du Latium et à Rome. Quelques faibles que soient les phénomènes que révèlent ces artifices d’observation, ils sont extrêmement dignes d’attention par leur continuité et par leur généralité ; car ils décèlent dans les soubassemens du sol un travail intestin qui ne s’arrête pas et qui est incomparablement plus général et plus constant que ne pouvaient le faire supposer, malgré leur fréquence, les tremblemens de terre proprement dits.
Il importe d’ajouter que la croûte terrestre est soumise à un autre ordre de mobilité. Elle subit, en effet, des déplacemens d’une lenteur séculaire, sans accompagnement d’aucun mouvement brusque. Ces phénomènes ne seraient sans doute pas connus, si le niveau moyen de la mer n’offrait, sur le littoral, une ligne invariable de repère pour les constater. C’est ainsi que des parties, manifestement immergées depuis les temps historiques, sont aujourd’hui au-dessus du niveau des mers et constituent ce que l’on nomme des plages soulevées ; que, d’un autre côté, des forêts sous-marines, dont l’histoire fait mention, sont aujourd’hui complètement submergées, par suite d’un abaissement du sol. En Suède, où ce fait important a d’abord été découvert sur des rochers granitiques, l’émersion verticale n’a été, de 1730 à 1849, que de 0m, 915, soit de 0m, 77 par siècle. En même temps, on a reconnu que la pointe méridionale de cette péninsule, la Scanie, s’abaisse graduellement. Il y aurait donc un mouvement de bascule dont l’axe passerait au nord de cette dernière province, aux environs de Kalmar. Très nombreuses et parfaitement constatées dans toutes les parties du globe, ces dénivellations se sont souvent produites et répétées pour un même point en sens contraire, c’est-à-dire qu’un abaissement a succédé à une élévation et inversement. Ces déplacemens lents du sol avaient été autrefois attribués, mais à tort, à des changemens dans le niveau des mers. Ils ne sont que la continuation de déformations tout à fait analogues, qui se sont manifestées, sur de vastes dimensions, pendant toutes les anciennes périodes géologiques. Il faut bien se garder de confondre ces changemens avec ceux que produisent les atterrissemens et les érosions de la mer, conjointement avec l’action des fleuves. Ces derniers, superficiels, sont évidemment de nature toute différente.
D’après ce qui précède, nous étions donc bien en droit, au début de cette étude, de dire que la croûte terrestre est loin d’être immobile. A chaque instant, et dans beaucoup de ses parties, elle éprouve des secousses très prononcées et parfois violentes. Bien plus généralement encore, ce sont des frémissemens, qui ne sont perceptibles qu’à l’aide d’appareils spéciaux, et par une sorte d’auscultation. En réalité, ce sont des mouvemens continuels et de divers ordres. Il nous reste à rechercher à quelles causes souterraines on peut attribuer ces agitations incessantes.
Quelque multipliées que soient les observations sur les tremblemens de terre, elles ne peuvent concerner que les manifestations externes d’un phénomène dont le foyer se dérobe complètement à notre regard, et dont nous sommes séparés par un revêtement de roches d’une épaisseur très considérable. Aussi, est-ce surtout à l’occasion de ce mode de réaction de l’intérieur du globe sur son écorce que l’on reconnaît combien l’esprit humain reste impuissant dans l’étude de la nature, lorsqu’il ne peut s’appuyer sur l’observation directe des faits.
Ainsi s’expliquent la diversité des hypothèses qui récemment encore ont été émises sur les tremblemens de terre et la bizarrerie de quelques-unes d’entre elles. Ils ont été attribués, soit à des orages électriques souterrains, soit à l’influence du soleil qui gouvernerait le régime des parties internes des planètes aussi bien que les mouvemens de leur atmosphère et le parcours de leur orbite : les ébranlemens seraient dus à des poussées qu’exerceraient contre la croûte terrestre les masses liquides ou pâteuses qui la supportent. Ces réactions seraient du même genre et causées par les mêmes forces que celles qui produisent le flux et le reflux de la mer. On a cherché aussi la cause de ces sortes de marées intérieures dans l’influence d’avènemens d’astéroïdes ou dans celle de conjonctions et d’oppositions de planètes, d’où résulterait, dans ce dernier cas, la prétention de prédire l’arrivée de ces actions intestines. À la suite de laborieux recensemens pour plusieurs siècles et pour tous les pays, qui sont d’une grande valeur pour la science, Alexis Perrey avait cru pouvoir déduire un fait dont l’importance aurait été capitale s’il avait été bien établi. C’est que les tremblemens de terre sont en rapport avec le passage de la lune au méridien, et, par conséquent, avec des marées qu’éprouveraient les masses internes du globe ; mais, malgré tous ses soins, il ne lui a été possible d’arriver à rien de concluant à cet égard. On a tenté aussi de trouver un lien entre la production des secousses et des baisses considérables et rapides du baromètre, qui provoqueraient l’expansion des gaz souterrains.
Des écroulemens de massifs de roches se produisant dans de vastes cavités intérieures, ont été considérés comme devant donner naissance à des secousses qui se propageraient jusqu’à la surface, à la manière des tremblemens de terre. Voici les idées qu’exprimait déjà Anaximène, cinq siècles avant notre ère ; elles méritent d’être signalées, parce qu’elles ont été reproduites parfois depuis lors, avec quelques modifications suggérées par les connaissances acquises. « Dans le sein de la terre, tombent les débris détachés d’elle-même. Les causes internes de détachement ne manquent pas, comme dans les vieux édifices. Il arrive alors à certaines parties d’ébranler ce qui est au-dessus d’elles, d’abord en se détachant, ensuite lorsqu’elles se précipitent en rebondissant sur les roches inférieures. Si ces débris tombent dans une eau stagnante, leur chute doit réagir sur tous les lieux voisins, par la secousse que donne aux eaux un énorme poids descendant tout à coup d’une grande hauteur. » Il n’est pas douteux que des effondremens ne puissent, en effet, causer l’ébranlement du sol. Le fait se manifeste clairement, lorsque les vides intérieurs laissés par l’exploitation des mines de houille provoquent des tassemens subits ; mais ces explications, qui paraissent s’appliquer dans différens cas, ne peuvent certainement pas rendre compte des tremblemens de terre les plus habituels, les seuls dont il soit question ici, sans que nous prétendions assigner une origine unique à toutes les secousses du sol.
Des études nombreuses et exactes, en faisant clairement ressortir les relations des tremblemens de terre avec la structure intime des contrées qui les subissent, permettent de mieux en comprendre les causes organiques.
Un fait fondamental ressort de nombreuses et patientes statistiques ; c’est l’inégalité frappante que présente la distribution géographique des tremblemens de terre. Il y a de vastes régions qui n’en ressentent que très rarement et que très faiblement, tandis que d’autres éprouvent des agitations fréquentes et parfois très violentes. Un simple coup d’œil jeté sur une mappemonde où l’on a représenté, par des notations synoptiques, les résultats du dépouillement des observations, comme l’a fait Robert Mallet, met immédiatement en évidence, et souvent dans des régions très voisines, des contrastes essentiellement caractéristiques.
La France, dans sa plus grande étendue, nous représente un type de ces contrées dont le sol est comparativement tranquille. C’est un privilège physique à ajouter à d’autres que valent à ce pays la configuration de son relief, le développement et le dessin du littoral des mers qui le baignent, et son climat si heureusement tempéré. Toutefois les tremblemens de terre n’y sont pas rares, surtout dans les Pyrénées, dans la région des Alpes et une partie du bassin du Rhône. On en a compté, comme moyenne annuelle, six ou sept, chiffre qui est sans doute bien au-dessous de la réalité. Pendant les deux premiers mois de cette année, cinq ont déjà été signalés, dont un, le 1er février, dans le Calvados et la Manche ; l’autre, le 6 du même mois, dans divers points de la Charente-Inférieure, notamment à Saintes. Il est rare que, dans ces circonstances, des maisons s’écroulent ou soient même avariées. On observe seulement, ainsi qu’il est arrivé lors du tremblement de terre ressenti dans beaucoup de nos départemens, le 14 septembre 1865, un tintement de sonnettes, des pendules dont le mouvement s’arrête, des portes secouées comme par une main qui tenterait de les ouvrir, des meubles agités, des craquemens de cloisons légères, rarement des personnes renversées, enfin un bruit sourd comme un roulement ; encore ces manifestations ne sont-elles pas perçues du plus grand nombre des habitans. La Belgique, la Hollande, le nord de l’Allemagne, la plus grande partie de la Russie, à part le Caucase, et la Sibérie, excepté la région du lac Baïkal, peuvent également être considérés comme se trouvant dans des conditions de calme relatif. Toutefois, même dans ces pays les plus tranquilles, il est peu de localités où l’on n’ait pas conservé le souvenir de quelques secousses souterraines.
Ce qu’il importe de signaler, ce n’est pas tant la disposition géographique des contrées le plus souvent secouées que la constitution même de l’écorce terrestre qui correspond à ces ébranlemens.
Pour beaucoup d’entre elles, une coïncidence significative apparaît, sans qu’il soit nécessaire d’une étude approfondie : c’est la présence de volcans actifs.
Dans l’Amérique méridionale, diverses parties de la bande relativement étroite qui est comprise entre les Andes et le Grand-Océan offrent un exemple frappant de cette association de volcans avec un sol fréquemment agité, particulièrement en Colombie, dans la république de l’Equateur et au Chili. « Sur les côtes du Pérou, dit Alexandre de Humboldt, le ciel est toujours serein ; on n’y connaît ni la grêle, ni les orages, ni les redoutables explosions de la foudre ; le tonnerre souterrain qui accompagne les secousses du sol y remplace le tonnerre des nuées. Grâce à une longue habitude et à l’opinion très répandue qu’il y a seulement deux ou trois secousses destructives à craindre par siècle, les tremblemens de terre n’inquiètent guère plus à Lima que la grêle dans la zone tempérée. » Or dans cette même région, du 16e au 24e degré, s’élèvent dix-huit volcans, dont l’un, le Gualatieri ou Sahama, a une altitude de 6,990 mètres, c’est-à-dire bien supérieure à celle du Mont-Blanc. Le Chili, si éminemment sujet aux tremblemens de terre, ne possède pas moins de trente-trois volcans actifs, entre le 33e et le 43e degré de latitude ; la cime de l’un d’eux, l’Aconcagua, atteint aussi l’énorme hauteur de 6,827 mètres. Les conditions sont toutes différentes à l’est de la Cordillière, où de vastes contrées, comme le Brésil, ne connaissent pas les tremblemens de terre. Plus au nord, dans l’isthme qui réunit les deux continens, il existe des pays où les secousses sont si fréquentes que l’un d’eux a reçu le nom de « Cuscutlau, » qui veut dire hamac ; le seul état de Nicaragua compte vingt-quatre volcans.
De l’autre côté du Grand-Océan, le long des côtes de l’Asie, se trouvent de nombreux pays très tourmentés, également en rapport avec des volcans. Ils s’alignent suivant une zone longue d’environ 14,000 kilomètres, c’est-à-dire égale à plus du tiers de la circonférence du globe terrestre. Cette zone commence dans la baie de Bengale à l’Ile Barren, traverse Sumatra, Java, les Moluques, les Philippines, se relie, par l’Ile de Formose et les petits archipels voisins, au Japon, puis aux Kouriles, au Kamtchatka et se termine dans le nord de l’Amérique aux îles Aléoutiennes. Or, dans toute cette série de grandes îles et de péninsules, les volcans sont extrêmement nombreux et fort actifs. Prenons comme exemple le Japon, où depuis dix ans les tremblemens de terre sont l’objet d’études approfondies et de publications pleines d’intérêt, sous la direction de M. John Milne. On peut dire que ce pays, avec ses quarante et un volcans, dont dix-sept actifs, est à chaque instant secoué ; car, pendant les années 1882 et 1883, il a éprouvé en moyenne une ou deux secousses par jour, et bien que la plupart ne soient pas très violentes, il en est arrivé de désastreuses, comme celles qui, le 11 novembre 1855, ont détruit cent mille maisons et quarante temples, en écrasant trois mille personnes. De même, aux Philippines, les mouvemens du sol sont continuels. Le séismographe de l’observatoire de Manille est sans cesse en mouvement, même quand le sol parait tout à fait stable, et il ne se passe pas une année sans que quelque province y soit très fortement éprouvée par des tremblemens de terre, comme ceux qui ont frappé la capitale en 1863 et en juillet 1880.
La connexion entre les crises de tremblemens de terre et les crises volcaniques se révèle encore par des rapports autres que celui de leur répartition géographique. Elle se montre aussi par l’alternance que présente leur fonctionnement. On sait, en effet, que toute éruption volcanique est annoncée par des tremblemens précurseurs, dont la violence se calme quand une bouche volcanique vient à s’ouvrir et donne naissance à des torrens de vapeur d’eau. C’est après quatre-vingt-dix jours de secousses et de tonnerres souterrains que, le 29 septembre 1759, surgit tout à coup au Mexique, au milieu d’une plaine, le volcan de Jorullo, jusqu’à la hauteur de 510 mètres. L’éruption de l’Ararat, du 20 juin 1840, fut accompagnée d’un des plus forts tremblemens de terre qu’ait éprouvés l’Arménie. D’après l’intrépide ascensionniste M. Whymper, l’éruption du Cotopaxi, du 9 mai 1877, a coïncidé avec un tremblement de terre très violent. Or la vapeur d’eau est la cause reconnue des éruptions volcaniques : elle en est l’émanation à la fois la plus abondante et la plus constante dans toutes les parties du globe. C’est elle qui fait jaillir, des régions profondes vers la surface, les laves qui, malgré leur haute température, la tiennent incorporée dans leur pâte ; de même que l’acide carbonique, dissous dans une eau gazeuse, emporte impétueusement le liquide hors de la bouteille qui le contient. C’est elle aussi qui lance violemment dans l’atmosphère d’abondantes matières solides, blocs, lapilli et cendres. Il est bien naturel d’admettre que la vapeur d’eau est également la cause des agitations qui accompagnent les crises volcaniques. Conformément à cette idée, déjà Kircher et Humboldt ont considéré les volcans comme des soupapes de sûreté contre les tremblemens de terre.
Mais ce n’est pas seulement à proximité des bouches volcaniques que les tremblemens de terre sont fréquens et violens. Certaines contrées, où il ne se montre aucun volcan, sont ébranlées avec non moins d’énergie et de fréquence, et même sur de plus grandes étendues. Telle est, non loin de nous, la partie septentrionale du bassin de la Méditerranée. La Syrie, y compris la Palestine, l’Asie-Mineure, la Turquie d’Europe, la Grèce, ainsi que les archipels qui bordent ces trois derniers pays, les Sporades, les Cyclades et les îles Ioniennes, l’Italie, la Sicile, la partie méridionale de la péninsule ibérique et une partie de sa côte occidentale, aux environs de Lisbonne, ont présenté depuis les temps historiques des preuves de cette triste prédisposition. Dans chacun de ces pays, beaucoup de noms de provinces ou de localités, tels que ceux de la Calabre, d’Alep, d’Antioche, et bien d’autres, reportent la mémoire vers de nombreux et désastreux tremblemens de terre. Sur le versant méridional du même bassin, l’Algérie présente ces caractères, mais à un degré beaucoup moins aigu. Shaw, au siècle dernier, signalait déjà ce pays comme fréquemment secoué et, depuis l’occupation française, il a continué à éprouver d’assez nombreuses commotions, entre autres celles qui, du 21 août au 14 octobre 1856, ont agité la province de Constantine, surtout entre Bougie et Philippeville, et sous la mer, à 27 kilomètres de Djidjeli.
Tout d’abord, faisons observer qu’un premier caractère essentiel est commun à toutes ces contrées, dépourvues de volcan et fréquemment ébranlées. Ce caractère est une dislocation des couches constitutives du sol, qui est révélée, le plus souvent, par le relief montagneux du pays. Pour montrer quelle induction on peut tirer de cette structure, quelques développemens sont nécessaires.
Dans des pays entiers, les couches qui forment une partie notable de l’épaisseur de l’écorce terrestre, anciens sédimens de la mer, sont restées tout à fait ou presque horizontales, ainsi qu’elles avaient été déposées. C’est ce qu’on observe dans le nord de la France, pour des couches qui sont superposées les unes aux autres sur plus de 1,000 mètres d’épaisseur. Il ne s’agit pas seulement ici des dépôts les plus récens, dits tertiaires, mais aussi des couches plus anciennes, nommées crétacées et jurassiques, qui les supportent. Dans d’autres pays, au contraire, et sur des étendues considérables, les couches correspondantes sont redressées, ployées et contournées de diverses manières ; elles ont subi ces dislocations sur des épaisseurs énormes, atteignant souvent plusieurs milliers de mètres. A chaque pas, dans les Alpes, par exemple, lorsqu’on se trouve en présence de ces escarpemens où la roche se montre à vif, l’œil le moins observateur est rendu attentif par la hardiesse des inflexions des couches, et l’esprit se reporte avec stupéfaction vers la grandeur des forces qui ont produit de tels effets ; car il est hors de doute que toutes ces couches, qui furent jadis horizontales, ont été plus ou moins fortement dérangées de leur position première. Formées par dépôt à un niveau inférieur à celui de la mer actuelle, elles ont été portées dans le majestueux massif de la Jungfrau, par exemple, au-delà de 3,000 mètres de hauteur, bien au-dessus de la limite des glaciers. De tels redressemens et ploiemens n’ont pu s’opérer dans des masses solides, sans être accompagnées de nombreuses et importantes fractures. Les principales, que l’on nomme failles, sont à peu près verticales. Elles affleurent et coupent la surface du sol parfois sur des dizaines et des centaines de kilomètres, et dans le sens de la profondeur, elles sont indéfinies, c’est-à-dire qu’elles descendent au-delà des parties où il nous est possible de pénétrer. Lorsque ces failles se sont produites, leurs deux parois se sont respectivement déplacées et ont frotté énergiquement l’une contre l’autre : de vastes surfaces rocheuses se sont ainsi burinées, striées et polies, d’où leur nom de miroir en langage de mineurs.
Ce n’est pas seulement dans les chaînes de montagnes que de tels faits se manifestent. Il est des contrées qui ne présentent aujourd’hui que d’assez faibles proéminences et qui ont cependant éprouvé les mêmes actions, dans toute l’épaisseur de leurs couches constitutives. Nulle part, ce singulier désaccord n’est mieux mis en évidence que par les travaux de mines exécutés dans la longue bande de terrain houiller, recouverte et cachée par des couches plus récentes, qui s’étend du nord de la France à travers la Belgique jusqu’en Westphalie. Sur plusieurs milliers de mètres, les couches de grès qui accompagnent la houille et celles de calcaire qui les supportent ont été soumises à des plissemens multiples auxquels on se refuserait de croire si d’innombrables plans de mines ne les figuraient avec une exactitude géométrique.
Il est donc évident que l’enveloppe solide du globe a éprouvé des dislocations à bien des époques de son histoire. Ces manifestations de forces gigantesques, enregistrées ainsi de la manière la plus claire et la plus éloquente, sont les effets d’anciens refoulemens et de pressions latérales ou horizontales. On dirait que l’écorce terrestre devenue trop grande pour le noyau qui la supporte, a dû, pour y rester appliquée, se contracter et se plisser sur elle-même. Ce sont ces plissemens et ces fractures qui ont donné lieu aux chaînes de montagnes.
D’un autre côté, l’étude des tremblemens de terre, au point de vue géologique, a fait reconnaître que leurs centres d’impulsion sont en rapport avec de grandes lignes de fractures et de dislocation. Les bandes secouées s’allongent souvent parallèlement aux chaînes. Aux exemples de disposition linéaire qui ont été cités plus haut on peut ajouter celui du dernier tremblement de terre de l’Andalousie, dont le grand axe, d’après M. Fouqué, est parallèle aux crêtes montagneuses du pays, en même temps qu’aux failles nombreuses qui les découpent. Il y a encore un point important à signaler : c’est dans les contrées où les montagnes ont acquis le plus récemment leur dernier relief que ces agitations souterraines sont surtout fréquentes. Aussi est-ce à ces mêmes actions mécaniques ou orogéniques, qui continueraient à travailler, que des géologues très distingués, notamment MM. Dana, Suess et Heim, ont en ces dernières années attribué la cause des tremblemens de terre dans les contrées non volcaniques. Si, en effet, les pressions latérales, dont nous venons de reconnaître l’existence certaine, et qui ont causé les anciens contournemens des couches, continuent à agir, l’écorce terrestre est soumise à des effets de tension qui, de temps à autre, doivent provoquer des ruptures d’équilibre, et par suite, des plissemens, des fractures avec déplacemens et des effondremens. On conçoit que de telles actions ne puissent se produire sans des ébranlemens, qui se trahissent à la surface par de violentes secousses. Il se passait quelque chose d’analogue dans les expériences que j’ai faites pour imiter les ploiemens des couches, lorsque des inflexions graduelles amenaient tout à coup une fracture et un rejet.
Les massifs de l’Andalousie si rudement ébranlés dans ces derniers mois rentrent tout à fait dans les conditions de structure qui viennent d’être signalées. La Sierra Nevada compte parmi les plus jeunes chaînes de montagnes du globe. Autour d’elle, en effet, des couches stratifiées de l’époque tertiaire, c’est-à-dire très récentes, ont été, soit fortement redressées, soit soulevées à des hauteurs de plus de 1,000 mètres au-dessus de la mer, tout en ayant conservé leur horizontalité. D’après M. de Botella, il y a même, en diverses localités, au pied de la chaîne, des couches regardées comme quaternaires, qui ont été relevées jusqu’à une inclinaison de 65 degrés. En outre, d’innombrables failles sillonnent toute la contrée, et les parties les plus éprouvées se trouvent précisément, d’après M. Macpherson, sur les failles qui terminent le massif cristallin de la Sierra Tejea et Almijara. D’ailleurs, les nombreuses sources thermales qui jaillissent dans la même contrée sont aussi des témoins des cassures profondes qui la traversent. La mission que notre Académie des Sciences a envoyée étudie en ce moment avec soin les relations des tremblemens de terre avec la disposition des terrains disloqués. Les travaux de cette mission, ainsi que ceux de la commission espagnole, augmenteront, on doit l’espérer, nos lumières sur ce sujet.
Des circonstances semblables, dislocations et âge récent, se retrouvent dans bien d’autres pays également soumis à des perturbations souterraines. Elles se montrent notamment dans cette partie du bassin de la Méditerranée qui a été signalée plus haut comme étant particulièrement agitée, quoique éloignée des volcans, dans la chaîne des Apennins, dans celle du Liban et dans les massifs montagneux de la Dalmatie et de la Croatie qui bordent l’Adriatique. La configuration des côtes septentrionales de cette mer, si exceptionnellement déchiquetées et découpées par des anfractuosités profondes, résulte de la complexité des cassures qui en ont dessiné les traits principaux. La chaîne des Alpes elle-même, où des secousses sont ressenties à peu près chaque année, n’a acquis son dernier relief qu’à une époque relativement récente. On conçoit que, dans de telles conditions, les masses intérieures ne soient pas encore équilibrées, ni complètement tassées, et qu’elles présentent des vides spacieux, favorables à des effondremens.
D’après l’opinion qui parait dominer aujourd’hui, il y aurait donc au moins deux espèces de tremblemens de terre : ceux qui sont dus à des actions volcaniques et qui auraient pour moteur la vapeur d’eau, et ceux qui ne seraient que l’effet de ruptures d’équilibre dans les masses solides, comme on vient de le voir.
Mais l’esprit admet avec peine deux causes aussi différentes pour des phénomènes qui, à part quelques traits, présentent tant de ressemblance. La démarcation qu’on a tentée est bien difficile à établir. Sur la côte occidentale de l’Amérique du Sud et dans le Venezuela, les tremblemens de terre offrent les mêmes manifestations, dans les parties qui ont en face d’elles une rangée de volcans et dans celles qui en sont dépourvues. D’ailleurs, la supposition que les tremblemens de terre seraient dus à la réaction de parties solides entre elles rencontre une objection sérieuse dans les répétitions si étonnantes de secousses pour une même crise. En effet, l’une des circonstances les plus caractéristiques des tremblemens de terre, c’est précisément cette réitération de secousses qui se poursuivent par centaines et par milliers, pendant des semaines et des mois entiers.
En présence de ces périodes d’ébranlemens, il semble bien que la cause, au lieu de s’épuiser en quelques chocs immédiats, comme il arriverait dans la supposition où l’action de masses solides en serait la cause première, se régénère, après s’être momentanément atténuée. C’est là un fait essentiel et auquel toute solution proposée doit satisfaire.
Remarquons d’abord que l’eau renfermée dans un espace bien clos qu’elle remplit, lorsqu’elle est portée à une température suffisamment élevée, arrive à posséder une force qu’on se figure difficilement. Il suffit qu’elle atteigne une température d’environ 500 degrés, bien inférieure à celle des laves, pour que sa vapeur acquière, si elle reste emprisonnée, une force explosive comparable à celle des corps les plus fulminans. Les plus terribles explosions de chaudières ne peuvent en donner une idée. Ainsi, les tubes en fer forgé d’excellente qualité dont je me suis servi pour étudier l’action de l’eau surchauffée dans la formation des silicates, avaient un diamètre intérieur de 21 millimètres et une épaisseur de 11 millimètres. Ils faisaient quelquefois explosion et étaient projetés en l’air avec un bruit comparable à celui d’un coup de canon. Avant d’éclater, les tubes se bombaient sous forme d’une ampoule, et c’est au milieu de cette ampoule que s’ouvrait une déchirure. Si le fer n’avait point de défauts et qu’on estimât qu’il conserve vers 450 degrés, température à laquelle il était porté, la même ténacité qu’à froid, de telles déchirures supposeraient certainement une pression intérieure de plusieurs milliers d’atmosphères. Quelques centimètres cubes d’eau avaient suffi pour produire un tel effet ; et, d’après la petitesse des dimensions intérieures du tube, comparée au volume de cette eau, la vapeur devait atteindre les conditions de densité et de pression dont je viens de parler.
Dans la nature, la tension de la vapeur d’eau des réservoirs volcaniques révèle à chaque instant son énergie ; car celle qui force la lave à monter au cratère de l’Etna, à plus de 3,000 mètres au-dessus de la mer, ne peut être inférieure à 1,000 atmosphères.
Or toutes les conditions nécessaires pour arriver à de telles tensions ne doivent manquer de se réaliser dans l’écorce terrestre, à une certaine profondeur, en dehors du domaine des volcans proprement dits, et principalement sous les chaînes de montagnes et les régions disloquées.
En effet, d’une part, quelle que soit la constitution du sol, la température s’y accroît à mesure qu’on descend plus bas. Ce fait indiscutable a été reconnu dans toutes les parties du globe, au moyen des travaux de mines ou de forages. C’est un reste de la chaleur que notre planète a originairement possédée, suivant la grande conception émanée du génie de Descartes. Le taux d’accroissement, qui est en moyenne de 1 degré par 30 mètres, est parfois plus rapide, même en dehors des contrées volcaniques, ainsi qu’on l’a reconnu, par exemple, à Monte Massi, en Toscane.
D’autre part, l’eau tend à descendre sans cesse, par les actions conjointes de la pesanteur et de la capillarité. Les volcans en apportent la preuve irréfutable. En ce qui concerne l’intervention de la capillarité pour l’alimentation en eau des masses profondes, j’ai montré par une expérience qu’à travers les pores de certaines roches, sa simple action force l’eau à pénétrer, malgré les contre-pressions intérieures très fortes, des régions superficielles et froides du globe jusqu’aux régions profondes et chaudes, où, à raison de la température, elle devient capable de produire de grands effets mécaniques et chimiques.
En somme, il est difficile de douter que des eaux de la surface ne parviennent jusqu’aux régions internes et qu’ensuite elles ne nous fassent ressentir sur quelques points, par des ébranlemens et par des mugissemens, la puissance et la force explosive qu’elles y acquièrent.
La profondeur à laquelle doit se trouver le foyer d’origine des tremblemens de terre a été l’objet d’études attentives. D’après les résultats obtenus, il faut reconnaître que ce siège n’est pas situé dans les parties centrales du globe. C’est d’ailleurs à cette conclusion que l’on est tout d’abord conduit, quand il s’agit de tremblemens violens comme ceux de la Calabre, qui n’occupent à la surface que, des places très restreintes. Dans le domaine des volcans, comme à Ischia, cette profondeur a été estimée de 9 à 15 kilomètres. Pour les pays non volcaniques, tels que l’Allemagne, elle a été évaluée dans divers cas à 18, 27 et 38 kilomètres. Cette distance qui est faible, relativement à la grandeur du rayon terrestre, suffit cependant pour qu’en vertu de la loi d’accroissement normal, d’environ 3 degrés par 100 mètres, la température du rouge y règne déjà. Sous les régions disloquées et principalement sous les chaînes de montagnes d’un âge relativement récent, le tassement définitif des parties profondes peut n’être pas établi : il doit rester des interstices et des cavités intérieures à haute température, qui à la longue se sont remplies d’eau par l’action de la capillarité. Ainsi, dans la profondeur des régions disloquées, nous trouvons les trois conditions que nous venons de mentionner : des cavités, de l’eau et une haute température, et, par suite, un agent capable, à un moment donné, de produire les effets dynamiques les plus considérables.
Supposons un baril de poudre faisant explosion dans une cavité située à une centaine de mètres sous terre. A la surface, en même temps qu’on entendra une sourde explosion, on ressentira dans une place limitée une secousse verticale, et autour, sur une plus grande étendue, une secousse ondulatoire ; chacun comparera ces phénomènes à un tremblement de terre. Toutefois, et voilà pourquoi nous citons cet exemple, il lui manquera le caractère essentiel sur lequel nous avons particulièrement insisté : la répétition. Ici, en effet, tout est fini dans une seule secousse. Or, dans la plupart des tremblemens de terre, les secousses se succèdent comme si la cause se régénérait.
Comment ces énormes tensions peuvent-elles aboutir à des chocs réitérés ? On peut le concevoir de plusieurs manières, suivant l’hypothèse où nous nous sommes placés. Ainsi, dans l’une de ces cavités dont nous venons de parler, l’eau étant arrivée, avec le temps, à une température explosive, elle déplace brusquement quelques parois de sa prison. De là, une première secousse, suivie d’une expansion dans des crevasses ou des cavités voisines, qui possèdent moins de température et de tension. Puis, cette diminution de pression dans le foyer primitif ayant eu lieu, les parois qui avaient cédé reviennent sur elles-mêmes et reprennent leur première position, pour céder encore, lorsque le réservoir primitif aura réparé la tension perdue. En d’autres termes, les communications entre les cavités se rebouchent et doivent être débouchées plus tard par un nouvel effort. Cet écoulement, de cavités en cavités, qui, au lieu d’être continu, se fait par ruptures et soubresauts, pourra se reproduire un certain nombre de fois et continuer ainsi, jusqu’à épuisement du réservoir principal. Toutefois le mécanisme n’est pas détruit. Après avoir ainsi fonctionné, et donné lieu à une période seismique, il pourra, pendant la période de calme qui suivra, se recharger, par le phénomène d’alimentation dont on a parlé plus haut. C’est quelque chose d’analogue qui se passe dans les éruptions volcaniques, que sépare le laps de temps nécessaire pour qu’une alimentation lente recharge leur appareil. En outre, sous l’effet des contractions de l’écorce terrestre que nous avons signalées comme la continuation de celles qui ont formé les chaînes de montagnes, des réservoirs d’eau peuvent être brusquement déplacés et amenés ainsi en contact avec des masses à haute température.
Si l’on admet au-dessous de l’écorce terrestre l’existence d’une mer de matières fondues, on aurait des effets analogues, quand des roches hydratées viendraient, par suite de ruptures du plafond, à tomber dans ces masses ignées.
Ce qui contribue encore à appuyer l’hypothèse du rôle de la vapeur d’eau qui vient d’être présentée, ce sont les mugissemens et tonnerres souterrains, qui persistent des mois entiers et même des années, sans être accompagnés de secousses. Il est difficile de concevoir d’autres causes que des condensations subites de vapeur ou un écoulement, par un orifice étroit, de masses gazeuses à très haute tension, comme il arrivait dans le tir des anciennes fusées à la Congrève.
Quant à la vapeur qui s’est échappée de sa prison, elle doit le plus souvent reprendre très vite l’état liquide, en raison de l’énorme détente qu’elle subit, avant d’atteindre la surface du sol. Elle a d’ailleurs à traverser des kilomètres de roches relativement froides, plus ou moins aquifères et fracturées à l’infini. Elle peut aussi contribuer à la production de certaines sources thermales. Enfin, il n’est pas sans exemple que, dans un tremblement de terre, éloigné de tout point volcanique, on ait vu jaillir de certaines crevasses, non-seulement des eaux chaudes, mais aussi des matières gazeuses.
Les effets manifestes d’explosions internes, dues à la production ou à la mise en mouvement subite d’une grande quantité de vapeur à pression surélevée, se montrent à l’époque actuelle et sans que l’événement soit des plus rares. De telles explosions sont exceptionnellement formidables dans la région de Java, et l’esprit se reporte naturellement vers celle qui, le 27 août 1883, bouleversa la région comprise entre cette île et Sumatra, engloutissant une partie de l’ile de Krakatau avec ses montagnes.
A une époque plus éloignée de nous, la force des vapeurs intérieures a donné lieu à des cavités circulaires très remarquables, que l’on a nommées cratères d’explosion et qui sont bien connues, par exemple en Auvergne, au lac Pavin et au lac de Tazenat, et dans le pays de l’Eifel, où les couches stratifiées ont été coupées nettement comme à l’emporte-pièce.
Ce dont sont capables, comme puissance mécanique, des matières gazeuses ainsi mises en mouvement pouvait être à peine soupçonné jusqu’à ces derniers temps, où l’on a vu les effets des corps explosifs de la famille du fulmicoton et de la dynamite. Les effets de l’air comprimé dans le fusil à vent, ou celui des gaz de la poudre dans les armes à feu, ont été singulièrement dépassés, depuis que l’on mesure des pressions de 6,000 atmosphères et au-delà. Avec de pareilles pressions, il suffit d’une très petite quantité de matière explosive pour donner lieu à des résultats dynamiques qui semblent hors de toute proportion avec la cause. Dans les expériences où j’ai eu occasion d’étudier les gaz à très haute pression, pour expliquer l’action qu’un bolide arrivant avec une vitesse planétaire subit de la part de l’atmosphère qu’il refoule, on est surpris de voir la grande énergie de ces masses gazeuses. Elles gravent elles-mêmes profondément leurs mouvemens gyratoires, comme avec un burin, dans les pièces d’acier qui leur sont opposées, et elles réduisent les parties extérieures de ces pièces en une poussière impalpable, lancée dans l’atmosphère, à la manière des cendres volcaniques.
C’est ainsi que la puissance motrice des gaz, dont nous voyons les effets gigantesques dans les protubérances du soleil, paraît être assez considérable dans l’intérieur du globe terrestre, pour expliquer tous les effets des tremblemens de terre comme ceux des volcans.
La constitution géologique reconnue comme spécialement en rapport avec les tremblemens de terre aurait donc pour effet de favoriser l’alimentation en eau des régions profondes et chaudes, et en même temps, de faciliter, par l’indépendance des voussoirs que les failles ont découpés, le mouvement que tend à leur imprimer l’expansion des vapeurs. Dans les pays voisins d’une bouche volcanique, ces vapeurs parviennent à trouver leur issue. Dans les régions éloignées des volcans, elles sont plus gênées pour s’échapper, et cela explique l’étendue considérable sur laquelle les commotions se propagent, leur plus grande violence, et les efforts souvent réitérés que la nature doit faire avant d’arriver au rétablissement du repos.
En résumé, les tremblemens de terre des régions dépourvues de volcans paraissent dus aux effets d’une sorte d’éruption volcanique qui ne peut aboutir jusqu’à la surface, et semblent dépendre, aussi bien que ceux des régions volcaniques, d’une cause unique : la vapeur d’eau, animée de la puissance énorme qu’elle acquiert dans les profondeurs de la croûte terrestre.
De là cette autre conclusion, que le moteur de ces ébranlemens formidables est toujours actif sous les pieds des habitans de nombreuses régions : contre le danger permanent qui les menace, les hommes ont du moins l’heureux remède de l’oubli.
A. DAUBREE.
- ↑ Voyez, dans la Revue du 1er mai 1884, l’étude de M. Jamin sur ce sujet.