Correction de l'exercice 3: répartition de la sismicité et dynamique de la lithosphère

3.1. a) On peut noter que les foyers des séismes longent la fosse de Kouriles (direction NE-SW) et du Japon (direction N-S), la délimitant même tout le long de son flanc occidental. D'autre part, il existe un gradient de profondeur des foyers perpendiculairement aux fosses: superficiels (une dizaine de km de profondeur) à la limite de la fosse, puis intermédiaires (jusque 300 km), puis profonds (jusque 700 km) vers l'ouest. Enfin, on observe vers le sud une bifurcation dans l'alignement des séismes: une branche suit la fosse de Nankai et les séismes profonds disparaissent; l'autre poursuit la fosse et les séismes profonds y demeurent.

b) et c) La figure 3.1c représente une coupe interprétative montrant la disposition des foyers alignés sur une droite (sur un plan dans l'espace). Cette zone le long de laquelle les séismes se localisent est appelée plan de Wadati-Benioff. En effet, elle a été découverte pour la première fois par un japonais, Kijoo Wadati, dans les années 1930, puis mise en évidence partout pour toutes les fosses océaniques en 1954.

La plaque Pacifique ancienne et lourde présente un plongement plus important du plan de Wadati-Beniof que celle de la plaque philippine, plus jeune donc moins lourde et les séismes y demeurent donc intermédiaires. La vitesse de déplacement de la plaque Pacifique est d'environ 10 cm/an alors que celle de la plaque Philippine est comprise en 1 et 4 cm/an.

Figure 3.1c: Répartition des séismes au niveau d'une zone de subduction

3.2 La localisation des séismes est très inégale à la surface du globe. On observe des zones où pratiquement aucun séisme n'a lieu (zones asismiques): elles sont appelées plaques (survolez la figure 3.2c). Elles sont délimitées entre elles par des zones où les séismes s'accumulent le long de bandes étroites. Ces zones sismiques ne sont pas indépendantes de la morphologie du globe: les séismes sont presque toujours associés aux dorsales (et aux grands fossés d'effondrement intracontinentaux), aux fosses océaniques et aux chaînes de montagne.

Figure 3.2c: Lien entre la répartition mondiale des séismes et les limites de plaques

Au niveau des dorsales (et des fossés d'effondrement intracontinentaux), les séismes sont relativement superficiels (la profondeur des foyers ne dépasse pas 10 km). Au niveau des chaînes de montagnes; la profondeur des foyers peut atteindre 70 km; au niveau des fosses océaniques; elle peut aller jusqu'à 700 km.

Quelques compléments...

De plus, grâce aux mécanismes au foyer (cf. TT3), on connaît l'état des contraintes: les dorsales présentent des séismes associés à des mouvements de divergence (écartement) et les fosses des séismes associés à des mouvements de convergence (rapprochement). Les trois limites de plaques sont montrées sur la figure 3.3c. Pour les voir en coupe, survolez l'image.

Figure 3.3c: illustration à travers la plaque pacifique des trois types de limites de plaques. Les flèches jaunes montrent une limite convergente, les flèches vertes une limite transformante et les rouges une limite divergente.