foudre aux U.S.A Crédit photo: businessinsurance.com
Les scientifiques ont observé des réactions nucléaires dans le ciel, générées par des orages
Article source : http://trustmyscience.com/
Par Stéphanie Schmidt , le
Pour la toute première fois, des scientifiques ont assisté à des réactions nucléaires déclenchées par la foudre dans l’atmosphère, confirmant une hypothèse remontant à près d’un siècle.
Cela fait longtemps que les scientifiques prédisent que les électrons à haute énergie de la foudre peuvent produire des rayons gamma qui induisent des réactions nucléaires lors d’orages importants. Mais auparavant, le phénomène n’avait encore jamais été observé de manière concluante. « La réaction photonucléaire dans l’atmosphère devrait théoriquement être déclenchée par un tel rayonnement à haute énergie », a expliqué l’un des chercheurs, l’astrophysicien Teruaki Enoto de l’Université de Kyoto au Japon. « Plusieurs groupes ont accumulé des signatures de ces phénomènes, tels que des signaux de neutrons ou de positons, qui sont les produits de cette réaction », a-t-il ajouté.
En effet, depuis les années 1980, les scientifiques ont détecté ces types de signaux à l’aide d’observatoires terrestres, aériens et satellitaires, mais il était auparavant difficile de confirmer expérimentalement que les réactions nucléaires produisaient les neutrons, positons ou autres particules observées. Ici, Enoto et ses collègues chercheurs ont utilisé des détecteurs de rayonnement installés à la centrale nucléaire de Kashiwazaki-Kariwa à Niigata, le long de la côte de la mer du Japon.
Le phénomène des « nuits lumineuses », où le ciel nocturne est inexplicablement lumineux même sans lueur de la Lune, étonne les scientifiques et philosophes depuis des siècles. Mais à présent, le mystère serait résolu.
Une nouvelle étude suggère que cet effet apparaît lorsque des ondes atmosphériques situées à très haute altitude et se déplaçant lentement, amplifient et fusionnent avec la lumière naturelle provenant de l’atmosphère, appelée lueur de l’air (ou lumière du ciel nocturne), des atomes de gaz qui ne sont généralement pas visibles. L’événement, relativement rare, est difficilement observable par le grand public à cause de la pollution lumineuse.
Deux chercheurs de l’Université York au Canada, ont comparé les données recueillies par des satellites afin de tenter d’expliquer ce phénomène particulier (qui peut également gêner les astronomes dans leurs observations). «Les nuits lumineuses existent, et elles font partie de la variabilité de la lumière de l’air qui peut être observée avec les instruments satellites», explique le chercheur principal de l’étude, Gordon Shepherd.
En réalité, le phénomène résulte de pics de lueurs de l’air, qui correspondent à de faibles émissions de lumière visible par l’atmosphère terrestre, et qui se forment par diverses réactions chimiques se déroulant dans la haute atmosphère. L’apparition de tels pics serait due aux ondes de Rossby, des mouvements ondulatoires et planétaires de l’air dans la haute atmosphère.
Shepherd et son collègue Youngmin Cho sont parvenus à corréler ces nuits lumineuses avec des pics hauts et bas d’ondes de Rossby. En effet, lorsque des pics d’ondes s’alignent, ils produisent des nuits lumineuses, qui peuvent durer plusieurs nuits de suite, générant une intensité lumineuse jusqu’à 10 fois plus intense que lors de nuits ordinaires.
Phénomène atmosphérique nommé : Steve crédit image:Dave Markel/ESA
article: trustmyscience.com/de Stéphanie Schmidt le 26 avril 2017
C’est à bord du navire de recherche polaire nommé « Boaty McBoatface », qu’un groupe de passionnés par les aurores boréales a découvert un tout nouveau phénomène atmosphérique, qu’ils ont nommé Steve, en référence à une scène du film d’animation Nos voisins, les hommes (Over the Hedge) dans laquelle les personnages donnent ce prénom à une créature qu’ils entendent pour la première fois. Ce phénomène lumineux prend la forme d’une sorte de long faisceau éclairé traversant le ciel nocturne. Ce dernier est si étrange, qu’il n’a toujours pas de description scientifique formelle.
Ce sont les membres du groupe d’Alberta Aurora Chasers qui ont observé ce phénomène pour la toute première fois. Il s’agit d’une sorte de rayon lumineux de couleur violette, qui est apparu dans le ciel nocturne. L’équipe a constaté ce phénomène lorsqu’ils observaient des aurores boréales.
La question de leur existence a fait l’objet de débats pendant de nombreuses années: d’insaisissables décharges électriques dans la haute atmosphère, nommées sylphes rouges, jets bleus, farfadets ou elfes. Faisant l’objet de rapports anecdotiques par des pilotes, ces phénomènes s’avèrent difficiles à étudier car ils se produisent au-dessus des orages.
Proposée par l’Institut Spatial National du Danemark, l’expérience Thor, qui s’était déroulée pendant la mission « iriss » de 10 jours de l’astronaute de l’ESA Andreas Mogensen à bord de la Station, avait pour objet d’étudier les orages. Une liste d’endroits où des orages étaient prévus avait été communiquée à Andreas, qui a pris des photos avec l’appareil le plus sensible de la Station pour capturer ce que l’on appelle les phénomènes lumineux transitoires.
Après analyse, l’équipe à l’origine de l’expérience a publié un article scientifique confirmant la présence de nombreux jets bleus d’une envergure de l’ordre du kilomètre autour de 18km d’altitude, et même d’un jet bleu à impulsion atteignant 40km d’altitude. Une vidéoenregistrée par Andreas au-dessus du Golfe du Bengale alors qu’il volait à 28000km/h montre clairement le phénomène électrique – le premier du genre.
Des satellites avaient déjà étudié le phénomène mais leur angle de vue n’est pas idéal pour rassembler des données sur l’échelle des jets bleus et des décharges bleues, qui sont de plus petite taille. La Station spatiale, placée sur une orbite relativement basse au-dessus de la Terre est au contraire idéalement située pour prendre des photos des sylphes et des jets.
Dans le cadre de Thor, Andreas avait pour consigne de viser les tourelles orageuses (des colonnes nuageuses qui s’étirent jusqu’à la haute atmosphère), et l’astronaute a filmé une vidéo de 160 secondes montrant 245 flashs de jets bleus, soit environ 90 par minute, émanant du haut d’une tourelle nuageuse qui s’écartait de l’orage au-dessus du Golfe du Bengale.
Les décharges et les jets bleus sont des exemples d’une part de notre climat que nous connaissons très peu ; en effet, comme les orages électriques atteignent la stratosphère, ils jouent un rôle dans la manière dont notre atmosphère nous protège des radiations cosmiques.
Observation permanente
SPOOKY LIGHTNING Des éclairs vus depuis la Station spatiale Crédit: ESA
Cette expérience a confirmé que la Station spatiale est une plate-forme utile à l’observation de ces phénomènes. Un instrument nommé ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor), actuellement en cours de préparation pour son lancement prévu d’ici la fin de l’année, sera installé à l’extérieur du laboratoire spatial européen Columbus.
Une fois en place, il observera de manière continue les orages pour collecter plus d’informations sur les phénomènes lumineux transitoires.
Andreas conclut: « Ce n’est pas tous les jours que l’on filme un nouveau phénomène météorologique, je suis donc très satisfait du résultat, mais encore plus satisfait à l’idée que les scientifiques auront bientôt l’opportunité d’étudier ces curieux orages plus en détail. »
Cet article nous intéresse, car ici nous aurions affaire à un P.A.N ( phénomène aérospatial ou aérien non-identifié), appartenant à la catégorie des phénomènes naturels.
Certains phénomènes sont difficiles à étudier car ils sont aléatoires ou difficiles à « capturer ».
Ce phénomène lumineux transitoire en est la parfaite illustration.
Le monde est fascinant car si la vie ailleurs est celle qui nous intéresse le plus, d’autres choses inconnues le sont tout autant. les recherches scientifiques, leurs résultats sont à ce titre une aubaine.
Mise à jour investigations ufoetscience, le : 11/02/2017 à 12h40.
Cette étrange formation atmosphérique, appelée trou de virga, a été observé dans le ciel australien dans le sud de l’État de Victoria. Crédits : Peter Fell
Article envoyé parChristophe B ( que je remercie)
Cette étrange formation atmosphérique, appelée trou de virga, a été observé dans le ciel australien dans le sud de l’État de Victoria. Crédits : Peter Fell
Article source :journaldelascience.fr
Les habitants de la région australienne de Gippsland ont eu la chance d’observer ce lundi 3 novembre un spectacle étonnant : la formation dans le ciel d’un magnifique trou de Virga ». Ce phénomène atmosphérique se produit lorsqu’une partie des gouttelettes d’eau d’un nuage se transforme brusquement en cristaux de glace.
un spectaculaire parhélie (Sun Dog) a pu être observé le 19 janvier dans le ciel de Moscou en Russie. Ce cercle parhélique d’un petit halo de soleil a été filmé depuis le métro
Article source: jack35.wordpress.com/
Un parhélie est une partie du phénomène de halo solaire, auquel il est associé, mais qui est souvent très partiellement ou pas du tout visible. La durée de son apparition varie de quelques secondes à plusieurs dizaines de minutes. Le phénomène consiste essentiellement en l’apparition de deux images lumineuses, aux couleurs du spectre solaire, éloignées de l’astre d’une distance angulaire comprise entre 22° (petit halo) et 46° (grand halo). Elles sont placées de part et d’autre du Soleil, sur une ligne horizontale appelée « cercle parhélique », qui peut-être ou non apparent. Plus le Soleil est haut dans le ciel, plus les parhélies sont éloignés du halo central. L’ordre des couleurs est celui du spectre de la lumière, identique à celui produit dans les arcs-en-ciel, le rouge étant orienté vers le Soleil, les autres couleurs étant assez diffuses et parfois suivies d’une queue de lumière blanche pouvant atteindre un arc de 10 à 20°. Cette lumière blanche peut être si brillante qu’elle donne l’impression de répliques du Soleil. Il arrive fréquemment qu’un seul des deux parhélies soit visible.
Déviation de 22° d’un rayon lumineux traversant un cristal de glace hexagonal
Le phénomène se produit lorsque le Soleil est assez bas sur l’horizon et que l’atmosphère est chargée de cristaux de glace présents dans les nuages de haute altitude (troposphère) appelés cirrus ou cirrostratus. Il est plus fréquent dans les régions polaires, car de nombreux nuages bas y sont, eux aussi, chargés de particules de glace. Les cristaux se constituent naturellement dans les nuages suivant une symétrie hexagonale, en prenant la forme d’un prisme allongé, ou bien d’un hexagone ou d’une étoile à six branches aplatis. Durant leur chute, ces particules, qui présentent des angles tous égaux à 60° ou 120°, peuvent s’orienter spontanément dans le même sens et forment un réseau de prismes qui reflète et réfracte la lumière solaire. Lorsque la lumière traverse des cristaux entre faces formant entre elles un angle de 60°, le minimum de déviation est de 22°, conditionnant la dimension apparente du halo principal, ou petit halo. Les parhélies sont situés à ce même angle de part et d’autre du soleil lorsque celui-ci est sur l’horizon, et s’en écartent d’autant plus qu’il est haut dans le ciel.
C’est une illusion d’optique assez extraordinaire. Des nuages roulant sur la montagne helvète donnent la fascinante impression d’un tsunami déferlant sur Genève. Photo que nous voulions vous faire partager car rarement illusion n’a été si parfaite.
Ghisham Doyle pour WikiStrike
Mise à jourinvestigations ufoetscience, le : 24 / 07/2013 à : 11h30.
Les algues luminescentes Source image: news.fr.msn.com/
Note sylv1 adm:
Lundi 22 Juillet 2013, 10h30:
« Dans la section phénomènes naturels d’investigations ufoetscience, je vous dirige vers M6 info.fr qui propose une série d’images expliquant en résumé certains de ces phénomènes naturels aussi beaux que dangereux pour certains d’entre eux. Joindre l’utile à l ‘agréable ici a son sens quelquefois… Ainsi en admirant ces clichés ,on enrichit notre savoir et notre compréhension du monde qui nous entoure. Bon visionnage. »
Cliquez sur le logo ( ci-dessus ) pour visionner le diaporama directement sur le site source.
Mise à jour investigations ufoetscience, le : 22/07/2013 à 10h30.
Un orage volcanique se produit lorsque l’électricité statique se décharge en produisant des éclairs lors d’une éruption volcanique. Ces charges se développent dans les nuages de cendre lorsque les particules expulsées du cratère pendant l’explosion se frottent les unes contre les autres.
On observe souvent des éclairs pendant une éruption volcanique signale l’étude menée par Ronald Thomas (New Mexico Tech.). Il survient la plupart du temps pendant la phase paroxysmale de l’éruption, lorsqu’il y a production de gros panaches volcaniques Afin d’obtenir une meilleure observation des éclairs,des volcanologues ont installé des récepteurs radio autour du Mont Augustine, un volcan d’Alaska situé sur une île inhabitée de la presqu’île Cook. Ce volcan entre en éruption environ tous les 10 ans.
Ils ont utilisé un système radio identique à celui utilisé pour étudier les éclairs produits autrement, par des orages. Tout comme ce type d’éclairs, les éclairs volcaniques émettent des impulsions.
Le récepteur radio multifréquences récupère les impulsions. Les chercheurs peuvent ainsi les utiliser afin de définir où l’éclair se produit dans le nuage sur la base du moment auquel les impulsions arrivent à chaque station. C’est le même principe que celui mis en oeuvre pour définir la localisation des épicentres à partir d’un tremblement de terre.
» Ainsi, nous pouvons obtenir une image, en 3-D, de la morphologie d’un éclair à l’intérieur du nuage ».
DEUX PHASES
Dans une éruption volcanique, l’éclair survient parce que de la cendre et d’autres débris émis par le volcan sont hautement électriquement chargés.
Bien que l’éclair était réputé survenir dans le nuage de débris au-dessus du volcan, les chercheurs ont trouvé une phase précoce de production des éclairs volcaniques qui n’a jamais été observée auparavant. Cette production d’éclairs précoces a lieu juste à la sortie de la bouche du volcan lorsque l’éruption débute.
On décrit cette phase comme ceci : « de grosses étincelles proviennent directement de la bouche du volcan et montent vers l’intérieur de la colonne qui est expulsée par celui-ci. Les résultats des études ont montré que quelques éclairs se sont dirigés vers le haut, à partir du sommet du volcan, vers l’intérieur du nuage volcanique qui était en train de se former.
Lorsque les débris se sont rassemblés au-dessus du volcan, l’éclair a commencé à se former dans le nuage lui-même.
« Cet éclair produit dans le haut du panache est très similaire à celui accompagnant un orage. Il comporte des tas de branches et dure environ une demi seconde tout comme dans les orages, a indiqué le volcanologue à « Live Science« .
Pendant la seconde phase de l’éruption de l’Augustine, les scientifiques ont uniquement détecté des éclairs circulant à l’intérieur du nuage, cependant des éclairs volcaniques ont été signalés avoir frappé le sol auparavant.
Durant l’éruption du Mt St Helens en 1980, les éclairs volcaniques ont provoqué des incendies de forêt dans la zone des alentours a indiqué le volcanologue.
UN ORAGE TRES VIGOUREUX
Les éclairs ont duré seulement 10 minutes pendant l’éruption de l’Augustine.
Cependant, pendant cette période, les chercheurs ont observé 300 coups de foudre. Il les compare à un violent orage tels que ceux observés en été dans le Middlewest.
Le volcanologue suspecte que la présence d’éclairs pourrait être en relation avec la puissance de l’éruption et avec le type de volcan. Les éruptions les plus fortes ont produit plus de débris hautement chargés et donc peuvent produire plus d’éclairs.
» Dans les autres grosses éruptions, ce phénomène semble très commun « .
Les volcans rouges tels que ceux d’Hawaii, qui produisent actuellement uniquement des coulées de lave, ne génèrent en principe pas d’éclairs.
Lors de certains séismes ou activité volcanique les deux cas souvent liés, les gens constatent quelquefois des arcs, de la foudre ou des lumières étranges.
Avant de penser aux O.V.N.I s, faisons le tour de ce qui peut exister mais inconnu par la majorité d’entre nous, concernant des causes géologiques, ou géophysiques que l’on pourrait attribuer à des phénomènes naturels tout simplement.
Je vous propose ici divers documents émanant de plusieurs sources afin de constituer une base non négligeable d’investigation, axée sur les faits évalués nommés naturels.
Article paru en 2008 sur futura-sciences pour commencer ensuite des vidéos youtube….
L’étrange lumière liée aux secousses sismiques
Par Jean Etienne, Futura-Sciences
Le 4 mars 2008 à 11h35
Plusieurs personnes affirment avoir observé de puissants flashes lumineux dans le ciel au moment du tremblement de terre en Grande-Bretagne, mercredi dernier.
Bien que ce genre de témoignage ait naguère été considéré comme farfelu, l’accumulation de preuves et la reproduction du phénomène dans des circonstances identiques inciterait plutôt à considérer une manifestation naturelle, bien qu’encore inexpliquée.
Ainsi Elvira Witney, une habitante de Westgate affirme avoir observé un phénomène de foudre en boule au moment précis de la secousse sismique, qui s’est ensuite éteint comme une simple lumière. Graham Hubler, duUnited States Naval Research Laboratoryet expert dans ce genre de manifestation, confirme l’existence de nombreux rapports de foudre en boule associés aux secousses sismiques. Selon lui, ces éclairs lumineux pourraient avoir pour origine des minerais aux propriétés piézoélectriques qui se trouvent à l’état naturel dans le sol, pouvant libérer une très haute tension électrique lorsque la pression varie fortement suite à un mouvement tellurique violent.
Au-dessus de l’eau aussi
Jean Howard, conservateur au musée de Louth à Tathwell,a aussi témoigné avoir été réveillé par un tel flash lumineux alors qu’il se trouvait dans sa chambre. Il a immédiatement pensé à un éclair d’orage avant de se rendre compte qu’il s’agissait d’un tremblement de terre, qui n’a d’ailleurs provoqué aucun dégât chez lui.
Ci -dessous vidéo Youtube
Vidéo tournée par une chaîne de télévision péruvienne sur laquelle plusieurs de ces manifestations lumineuses sont visibles.
Ce type de phénomène a été rapporté depuis plusieurs siècles par les chroniqueurs mais il n’a été pris au sérieux que lorsqu’il a été photographié pour la première fois, au Japon, dans les années 1960. Le 15 août 2007, d’autres témoins ont fait état de lumières semblables observées lors d’un tremblement de terre au Pérou, aucune trace d’explosion ou même de combustion n’ayant été découverte au sol à l’endroit du phénomène, qui semble quelquefois s’être produit au-dessus de la mer.
Manifestation lumineuse lors d’un tremblement de terre au Japon.Source : National Information Service for Earthquake Engineering, University of California, Berkeley
Vidéos youtube
10 minutes avant le séisme du Sichuan, à Meixian, province du Shaanxi, à environ 550km de l’épicentre, le 12 mai 2008.
Les séismes ou tremblements de terre constituent un phénomène géologique qui de tout temps a terrorisé les populations qui vivent dans certaines zones du globe.
Lorsqu’un matériau rigide est soumis à des contraintes de cisaillement, il va d’abord se déformer de manière élastique, puis, lorsqu’il aura atteint sa limite d’élasticité, il va se rupturer, en dégageant de façon instantanée toute l’énergie qu’il a accumulé durant la déformation élastique. C’est ce qui se passe lorsque la lithosphère est soumise à des contraintes. Sous l’effet des contraintes causées le plus souvent par le mouvement des plaques tectoniques, la lithosphère accumule l’énergie. Lorsqu’en certains endroits, la limite d’élasticité est atteinte, il se produit une ou des ruptures qui se traduisent par des failles. L’énergie brusquement dégagée le long de ces failles causent des séismes (tremblements de terre). Si les contraintes se poursuivent dans cette même région, l’énergie va à nouveau s’accumuler et la rupture conséquente se fera dans les plans de faille déjà existants. A cause des forces de friction entre les deux parois d’une faille, les déplacements le long de cette faille ne se font pas de manière continue et uniforme, mais par coups successifs, dégageant à chaque fois un séisme. Dans une région donnée, des séismes se produiront à plusieurs reprises le long d’une même faille, puisque cette dernière constitue un plan de faiblesse dans la lithosphère. A noter que les séismes ne se produisent que dans du matériel rigide. Par conséquent, les séismes se produiront toujours dans la lithosphère, jamais dans l’asthénosphère qui est plastique.
Lorsqu’un séisme est déclenché, un front d’ondes sismiques se propage dans la croûte terrestre. On nomme foyer le lieu dans le plan de faille où se produit réellement le séisme, alors que l’épicentre désigne le point à la surface terrestre à la verticale du foyer.
On distingue deux grands types d’ondes émises par un séisme: les ondes de fond, celles qui se propagent à l’intérieur de la terre et qui comprennent les ondes S et les ondes P, et les ondes de surface, celles qui ne se propagent qu’en surface et qui comprennent les ondes de Love et de Rayleigh.
Les ondes P sont des ondes de compression assimilables aux ondes sonores et qui se propagent dans tous les états de la matière. Les particules se déplacent selon un mouvement avant-arrière dans la direction de la propagation de l’onde. Les ondes S sont des ondes de cisaillement qui ne se propagent que dans les solides. Les particules oscillent dans un plan vertical, à angle droit par rapport à la direction de propagation de l’onde. Les ondes de Love ou ondes L sont des ondes de cisaillement, comme les ondes S, mais qui oscillent dans un plan horizontal. Elles impriment au sol un mouvement de vibration latéral. Les ondes de Rayleigh sont assimilables à une vague; les particules du sol se déplacent selon une ellipse, créant une véritable vague qui affecte le sol lors des grands tremblements de terre.
Mesure d’un tremblement de terre?
Nous disposons de deux échelles pour évaluer les tremblements de terre: l’échelle de Mercalli et l’échelle de Richter. Aujourd’hui, nous n’utilisons que celle de Richter, mais les séismes du passé ne peuvent être évalués que selon celle de Mercalli.
L’échelle de Mercalli a été développée en 1902 et modifiée en 1931. Elle indique l’intensité d’un séisme sur une échelle de I à XII. Cette intensité est déterminée par deux choses: l’ampleur des dégâts causés par un séisme et la perception qu’a eu la population du séisme. Il s’agit d’une évaluation qui fait appel à une bonne dose de subjectivité. De plus, la perception de la population et l’ampleur des dégâts vont varier en fonction de la distance à l’épicentre. On a donc avec cette échelle, une échelle variable géographiquement. Mais, à l’époque, on ne possédait pas les moyens d’établir une échelle objective.
L’échelle de Richter a été instaurée en 1935. Elle nous fournit ce qu’on appelle la magnitude d’un séisme, calculée à partir de la quantité d’énergie dégagée au foyer. Elle se mesure sur une échelle logarithmique ouverte; à ce jour, le plus fort séisme a atteint 9,5 sur l’échelle de Richter (Chili). Cette fois, il s’agit d’une valeur qu’on peut qualifier d’objective: il n’y a qu’une seule valeur pour un séisme donné. Aujourd’hui, on utilise un calcul modifié du calcul originel de Richter, en faisant intervenir la dimension du segment de faille le long duquel s’est produit le séisme.
Le graphique qui suit met en relation, la magnitude des séismes, sur échelle arithmétique, et l’énergie dégagée au foyer, sur échelle logarithmique; il présente aussi une comparaison entre quelques séismes les plus connus.
Un des grands séismes du Québec est celui de la Malbaie, en 1925. On le place ici avec une magnitude de l’ordre de 7, au même niveau que celui de San Francisco en 1989, mais il faut voir qu’en 1925, l’échelle de Richter n’était pas connue et qu’on ne possédait pas les instruments pour enregistrer l’énergie dégagée au foyer. C’est uniquement par comparaison avec son intensité évaluée à 11 sur l’échelle de Mercalli qu’on suppose que sa magnitude était de cet ordre. Cette courbe nous montre, qu’avec une progression arithmétique de la magnitude, l’énergie dégagée au foyer croît de manière exponentielle. En clair cela signifie qu’un séisme de magnitude 8, comme celui de Mexico en 1985 n’est pas 25% plus fort qu’un séisme de magnitude 6 comme celui de Saguenay en 1988, mais 1000 fois plus fort.
Localisation d’un tremblement de terre à la surface de la planète?
En moins d’une heure après un tremblement de terre, on nous annonce son épicentre. Comment arrive-t-on à localiser aussi rapidement et avec autant de précision un séisme?
Les ondes P se propagent plus rapidement que les ondes S; c’est cette propriété qui permet de localiser un séisme. Les ondes sismiques sont enregistrées en plusieurs endroits du globe par des appareils qu’on nomme sismographes. En gros, il s’agit d’un appareil capable de « sentir » les vibrations du roc; ces vibrations sont transmises à une aiguille qui les inscrit sur un cylindre qui tourne à une vitesse constante. On obtient un enregistrement du type de celui-ci.
En un lieu donné, comme les ondes P arrivent en premier, il y aura sur l’enregistrement sismographique un décalage entre le début d’enregistrement des deux types d’ondes; ici par exemple, il y a un retard de 6 minutes des ondes S par rapport aux ondes P.
Les vitesses de propagation des deux types d’ondes dans la croûte terrestre ont été établies et on possède par conséquent des courbes étalonnées, comme celle-ci.
Ce graphique nous dit, par exemple, que pour franchir une distance de 2000 kilomètres, l’onde P mettra 4,5 minutes, alors que l’onde S mettra 7,5 minutes pour parcourir la même distance; il y a un décalage de 3 minutes. Pour un séisme donné, il s’agit de trouver à quelle distance sur ce graphique correspond le décalage obtenu sur l’enregistrement sismographique; on obtient alors la distance entre le séisme et le point d’enregistrement. Dans notre exemple, la distance qui correspond à un décalage de 6 minutes est de 5000 km. Ceci ne nous donne cependant pas le lieu du séisme à la surface du globe. Pour connaître ce point, il nous faut au moins trois enregistrements.
Dans cet exemple, considérons les enregistrements d’un séisme en trois points: Halifax, Vancouver et Miami. Les enregistrements indiquent que le séisme se situe dans un rayon de 560 km d’Halifax, un rayon de 3900 km de Vancouver et un rayon de 2500 km de Miami. On situe donc le séisme au point d’intersection des trois cercles, soit à La Malbaie. En pratique, on utilise évidemment plus que trois points.
Tsunami et raz de marée: catastrophe consécutive à un séisme.
Le tsunami (nom tiré du japonais) engendre un phénomène particulièrement destructeur consécutif à un mouvement du fond sous-marin généré par un séisme, une éruption volcanique ou un glissement de terrain. Il est en quelque sorte sournois parce qu’il peut survenir plusieurs heures après l’événement. Ce schéma illustre la nature d’un tsunami engendré par un soulèvement du fond marin causé par un séisme.
(A) Le soulèvement du fond marin engendre un gonflement de la masse d’eau. Ce gonflement donne lieu à une vague qui en surface de l’océan est à peine perceptible (de quelques centimètres à moins d’un mètre d’amplitude en général), mais qui s’enfle en eau peu profonde pour atteindre des amplitudes pouvant aller jusqu’à 30 m. La vitesse de propagation de ces vagues est de 500 à 800 km/heure en eau profonde (milliers de mètres), diminuant à quelques dizaines de km/heure en eau peu profonde (moins de 100 m). La périodicité des vagues est de l’ordre de 15 à 60 minutes. Ainsi, un tsunami initié par un mouvement du fond marin à la suite d’un séisme qui se sera produit à 1000 km des côtes viendra frapper ces dernières environ 2 heures plus tard. On peut aisément imaginer l’effet destructeur de telles vagues déferlantes sur les côtes habitées et les populations. Le phénomène de la vague déferlante qui balaie tout sur son passage est appelée raz de marée. (B) À l’approche de la première vague de tsunami, il se produit d’abord un retrait de la mer (ce qui est de nature à attirer les curieux!). (C) Vient ensuite la première vague. (D) Celle-ci peut être suivie d’un second retrait, puis d’une autre vague, et ainsi de suite. On compte normalement quelques vagues seulement qui en général diminuent progressivement en amplitude.
Le 26 décembre 2004, l’île de Sumatra (Indonésie) a connu un des plus grands séismes jamais enregistrés (M = 9,0). Ce dernier a engendré un puissant tsunami qui s’est propagé dans tout le golfe du Bengale et dans l’océan indien, causant une destruction indescriptible. Vous trouverez un résumé de ce triste événement en cliquant ici.
Les tremblements de terre et la tectonique des plaques.
Les séisme n’ont pas une répartition aléatoire à la surface de la planète, mais sont répartis selon un patron bien défini. Cette répartition ordonnée vient appuyer la théorie de la tectonique des plaques, particulièrement, en ce qui concerne l’existence de zones de subduction. On retrouve les séismes surtout aux frontières des plaques lithosphériques. De plus, on distingue trois classes de séismes, en fonction de la profondeur où ils se produisent: les séismes superficiels qui se produisent en faible profondeur, soit dans les premières dizaines de kilomètres, et qui se retrouvent autant aux frontières divergentes, c’est à dire le long des dorsales médio-océaniques qu’aux frontières convergentes au voisinage des fosses océaniques; les séismes intermédiaires qui se produisent entre quelques dizaines et quelques centaines de kilomètres de profondeur et se concentrent uniquement au voisinage des limites convergentes; les séismes profonds qui se produisent à des profondeurs pouvant atteindre les 700 km, soit en pratique la base de l’asthénosphère, et qui se trouvent exclusivement au voisinage de limites convergentes.
A la convergence de plaques, les trois classes de séismes se distribuent selon un patron défini. Prenons comme exemple la zone de convergence Kouriles-Japon dans le nord-ouest du Pacifique.
On y voit que les trois classes de séismes se répartissent selon des bandes parallèles aux fosses océaniques: d’est en ouest, séismes superficiels, séismes intermédiaires et séismes profonds. Pour comprendre cette répartition, faisons une coupe (A-B) à la hauteur des Kouriles.
Cette coupe montre que la plaque du Pacifique, à droite, vient s’enfoncer sous la plaque eurasienne, à gauche, provoquant le volcanisme qui forme l’arc insulaire des Kouriles. Là où les deux plaques lithospériques rigides entrent en collision et se courbent, les fractures dans la lithosphère produisent des séismes de faible profondeur. L’enfoncement d’une plaque rigide dans l’asthénosphère plastique ne se fait pas sans ruptures et fractures dans cette plaque, ce qui déclenche des séismes intermédiaires et des séismes profonds. Puisque les séismes ne peuvent être initiés que dans du matériel rigide, cassant, on a ici une belle démonstration qu’il y a bel et bien enfoncement de plaque lithosphérique rigide dans l’asthénosphère, sinon il n’y aurait pas de séismes intermédiaires et profonds. C’est la raison pour laquelle les séismes intermédiaires et profonds sont confinés aux frontières convergentes. La répartition des foyers des trois classes de séismes dans cette plaque qui s’enfonce explique la répartition des épicentres en surface.
Voici une bonne illustration de ce qui vient d’être dit. Cette carte présente l’historique des séismes au El Salvador. Elle est tirée du site http://neic.usgs.gov/ qui donne beaucoup d’information sur ce séisme du 12 janvier 2001 et que vous êtes invités à visiter. Elle montre la répartition des séismes en fonction de leur profondeur.
Pouvez-vous identifier les plaques tectoniques impliquées (il y en a trois, délimitées par les traits jaunes)?
Cette autre carte, tirée du même site internet, présente l’historique des séismes dans le sud du Pérou. La région d’Arequipa, à quelques 750 km au sud-est de Lima, la capitale a connu, le 23 juin 2001, un séisme qui se classe parmi les plus grands (magnitude de 8,1 sur l’échelle de Richter). Sa localisation est indiquée par l’étoile.
La carte présente les séismes en fonction de leur profondeur. Comme pour la carte précédente, pouvez-vous identifier les plaques tectoniques impliquées et le contexte tectonique? Pouvez-vous expliquer cette distribution des épicentres des séismes?
A la divergence de plaques, la lithosphère océanique dépasse rarement les 10-15 km, ce qui fait qu’il ne peut y avoir que des séismes superficiels. Les mouvements qui se produisent sous la lithosphère (convection) se font dans une asthénosphère plastique et par conséquent ne peuvent engendrer de ruptures.
Même si la grande majorité des séismes se situe aux frontières de plaques, il n’en demeure pas moins qu’on connaît de l’activité sismique intraplaque, c’est à dire à l’intérieur même des plaques lithosphériques. Par exemple, les séismes associés aux volcans de points chauds sur les plaques océaniques sont communs (voir au point 1.3.2). Il y a aussi des séismes intraplaques continentales, plus difficile à expliquer. Un cas près de nous est la séismicité de la région de Charlevoix, au Québec.
http://perso.wanadoo.fr/zorweb/seisme/index.htm L’Algérie a connu, le 21 mai 2003, un terrible séisme qui a fait plus de 2000 morts et des milliers de blessés et de sans-abri. Vous trouverez sur ce site, plusieurs excellentes photos qui illustrent bien l’ampleur de la destruction reliée à ce séisme.
Toute la côte nord de l’Algérie se situe dans une zone tectonique des plus propices aux tremblements de terre. On se souviendra du grand séisme dévastateur d’Al Asnam en 1980 qui a fait 3500 morts. La côte nord de l’Algérie est traversée par une limite de plaques lithosphériques continentales convergentes: la plaque eurasienne, au nord, chevauche la plaque africaine au sud. C’est dans cette faille de chevauchement que se déclenchent les séismes de la région.
Pour placer la côte algérienne dans le contexte des plaques tectoniques, cliquez plaques.
Pour les détails, consultez http://neic.usgs.gov/ d’où est tirée la carte ci-dessous qui présente l’histoire sismique de la région depuis 1990. Vous remarquerez que tous les séismes (points orangés) sont superficiels, dans la zone entre 0 et 33 km de profondeur.
Comme les séismes, les volcans ne se répartissent pas de façon aléatoire à la surface de la planète. Plusieurs se situent aux frontières de plaques (volcanisme de dorsale et de zone de subduction), mais aussi à l’intérieur des plaques (volcanisme intraplaque, comme par exemple le volcanisme de point chaud).
Le volcanisme de dorsale. – Nous savons, pour l’avoir observé directement grâce à l’exploration sous-marine par submersibles, qu’il y a des volcans sous-marins tout le long des dorsales, particulièrement dans le rift central, là où il se forme de la nouvelle lithosphère océanique. La composition de la lave de ces volcans indique qu’on est tout près de la zone où se fait la fusion partielle du manteau (voir la section 2.2.2 au sujet de la composition des laves et de la fusion partielle). S’il n’y avait pas de tensions dans cette zone de dorsale, il n’y aurait pas de fractures qui permettent justement au magma produit par la fusion partielle de s’insinuer dans la lithosphère et de former des volcans. Ce volcanisme nous est connu par l’exploration des fonds océaniques, mais aussi par un cas particulier, celui de l’Islande, carrément assise sur la dorsale de l’Atlantique-Nord et qui est formée uniquement de volcans. Dans ce cas, le volcanisme de la dorsale a réussi à s’élever au-dessus du niveau marin pour former une île volcanique qui constitue un laboratoire naturel pour l’étude du volcanisme de frontières divergentes. Certaines hypothèses récentes proposent, qu’en plus, il y aurait un point chaud sous l’Islande, donc aussi du volcanisme de point chaud (voir plus bas).
Le volcanisme de zone de subduction. – Le volcanisme relié à l’enfoncement d’une plaque sous l’autre va former des chaînons de volcans. La fameuse Ceinture de feu autour du Pacifique est l’expression de ce volcanisme de convergence, mais selon qu’il s’agisse d’une collision entre deux portions de lithosphère océanique, ou entre une portion de lithosphère océanique et une portion de lithosphère continentale, la nature du volcanisme diffère. Dans le cas où il y a convergence entre deux portions de lithosphère océanique, il y aura formation d’un chaînon de volcans qui s’élèvent au-dessus de la surface des océans pour constituer un arc insulaire. Par exemple, toute la portion de la Ceinture de feu qui se situe dans le Pacifique-Ouest et le Pacifique-Nord est associée à ce type de collision. Dans le cas de la convergence entre une portion de lithosphère océanique et une portion de lithosphère continentale, les volcans se trouvent sur la marge du continent et forment un arc continental. Un bon exemple de cette dernière situation est la Chaîne des Cascades (Cascades Range), dans l’ouest du continent nord américain.
Ce diagramme montre les relations entre les trois plaques lithosphériques du Pacifique, de Juan de Fuca et Nord-américaine. Au niveau de la zone de subduction, la plaque de Juan de Fuca plonge sous la plaque nord-américaine, donnant ainsi naissance aux volcans de la Chaîne des Cascades. Cette chaîne volcanique fait partie de la partie orientale de la Ceinture de feu du Pacifique. Elle s’étend du Mont Garibaldi au nord de Vancouver jusqu’à Lassen Peak dans le nord de la Californie. C’est dans cette chaîne volcanique que se trouvent, entre autre, le volcan actif du Mont St. Helens, le Mont Rainier qui forme le plus haut sommet de la chaîne, ainsi que le magnifique Crater Lake, un lac qui occupe le cratère de l’ancien volcan Mazama dont la chambre magmatique a été littéralement vidée lors d’une éruption extraordinaire il y a seulement 7700 ans.
Il est à noter que la composition des laves des volcans des deux types de convergence est caractéristique de chacun des environnements (voir section 2.2.2).
Le volcanisme de point chaud. – Le volcanisme de point chaud est un volcanisme intraplaque, qu’on retrouve principalement, mais pas exclusivement, sur la lithosphère océanique. Les chaînons volcaniques de points chauds viennent appuyer la théorie de l’étalement des planchers océaniques. Pour des raisons que l’on comprend encore mal, il se fait en certains points à la base du manteau supérieur, une concentration locale de chaleur qui amène une fusion partielle du matériel. C’est ce qu’on appelle un point chaud.
Le matériel fondu au niveau du point chaud est moins dense que le matériel ambiant; de ce fait il remonte vers la surface et vient percer la lithosphère pour former un volcan. Ces volcans de point chaud sont très abondants à l’intérieur des plaques lithosphériques, surtout sur les portions océaniques des plaques. Les fonds océaniques du Pacifique en constituent un bon exemple où on a une multitude de ces volcans, dont la plupart sont sous-marins (guyots), mais dont un bon nombre percent la surface des océans pour former des archipels comme les Carolines, les Marshall ou les îles Hawaii. Les points chauds sont stationnaires et peuvent fonctionner pendant plusieurs millions d’années, jusqu’à 100 Ma même.
Les deux schémas qui suivent illustrent la formation d’un chaînon de volcans de points chaud.
Si une plaque lithosphérique se déplace au-dessus d’un point chaud qui fonctionne sporadiquement, il se construit un chaînon de volcans. Les volcans les plus vieux se situent à l’extrémité du chaînon qui est la plus éloignée du point chaud, alors que les plus jeunes se situent à proximité du point chaud. On retrouve plusieurs de ces chaînons de volcans de point chaud sur les plaques océaniques, comme par exemple, le chaînon qui va des îles Hawaii jusqu’aux fosses Aléoutiennes-Kouriles (Chaînon Hawaï-Empereur) dans le Pacifique-Nord.
Ce chapelet de volcans est un bon exemple de la marque laissée sur le plancher océanique par le déplacement d’une plaque au-dessus d’un point chaud. Il a été établi que les volcans d’Hawaii, à l’extrémité sud du chaînon, sont tout à fait récents; ils sont plus jeunes que 1 Ma. L’âge des volcans le long du chaînon est de plus en plus vieux à mesure qu’on s’éloigne d’Hawaii. Le plancher océanique au niveau de la fosse de subduction des Aléoutiennes date de 80 Ma. C’est dire qu’il a fallu 80 Ma pour former le chaînon en entier. Ce dernier s’est formé par le déplacement de la plaque du Pacifique au-dessus d’un point chaud situé sous les îles Hawaii.
Le tracé et les âges du chaînon Hawaii-Empereur nous renseignent sur deux choses: 1) la direction du déplacement s’est brusquement modifiée durant le déplacement de la plaque, il y a 40 Ma; durant la période entre -80 et -40 Ma, la plaque s’est déplacée selon le sens et la direction de la flèche rouge, donnant naissance au chaînon Empereur, alors que depuis 40 Ma, le déplacement se fait selon le sens et la direction de la flèche bleue, avec comme résultat le chaînon d’Hawaii; 2) connaissant la distance du déplacement entre deux volcans d’âge connu, on peut calculer la vitesse moyenne du déplacement de la plaque entre ces deux points, ici par exemple, une vitesse moyenne de 6,7 cm/année entre Hawaii et le point de changement de direction du déplacement de la plaque (soit à Kimmei, une distance de 2700 km entre les deux points). On ne sait pas vraiment depuis combien de temps fonctionne ce point chaud puisque, si des volcans ont été formés il y a plus de 80 Ma, ils ont été engloutis en même temps que la plaque du Pacifique dans la zone de subduction des Aléoutiennes-Kouriles et digérés avec elle dans l’asthénosphère.
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