Comment un tremblement de terre affecte la biosphère et l'hydrosphère

La terre est constituée d'énormes pièces mobiles appelées plaques tectoniques qui se poussent les unes contre les autres avec une grande force. Lorsqu'une plaque cède soudain la place à une autre, un tremblement de terre se produit. Les tremblements de terre affectent la biosphère, la couche de la surface de la Terre dans laquelle la vie peut exister. Cela inclut toute l'eau sur ou près de la surface de la Terre, l'hydrosphère. La gravité d'un séisme augmente à mesure que sa magnitude (sa taille relative mesurée par un sismographe) augmente et diminue à mesure que la distance par rapport à la faille qui l'a causé augmente.

La plupart des destructions de vies humaines lors d'un tremblement de terre résultent de l'effondrement de bâtiments, qui est causé, dans le langage de la physique, par une combinaison d'ondes corporelles et d'ondes de surface. Ces ondes font vibrer le sol et les bâtiments reposant sur le sol de manière complexe. Les ondes remontent à travers les fondations des bâtiments et combattent leur inertie ou leur résistance au changement. Le stress est placé sur les murs et les joints, ce qui détruit les bâtiments qui n'ont pas été construits pour y résister.

Les tremblements de terre peuvent provoquer plusieurs types de glissements de terrain. Le type le plus courant de glissement de terrain provoqué par un séisme est une chute de pierres qui se produit sur des pentes abruptes. Les avalanches de sol peuvent se produire sur des pentes raides qui sont généralement stables, mais où le sol est à grain fin et n'est pas fortement maintenu en place. Des glissements de terrain sous-marins peuvent se produire dans les deltas et peuvent être responsables de dommages aux installations portuaires, comme cela s'est produit à Seward, en Alaska, en 1964.

Les sols sableux qui sont normalement stables et porteurs peuvent se mélanger à l'eau lors d'un tremblement de terre et devenir comme des sables mouvants - semblable à ce qui se passe lorsque vous remuez vos orteils dans le sable près de la ligne de flottaison à la plage. Le résultat est la liquéfaction, qui peut se manifester de plusieurs manières. Un étalement latéral est le mouvement latéral de grandes surfaces de sol sur une pente douce. Le sol peut se déplacer de 10 à 150 pieds et peut être destructeur pour les pipelines souterrains. Une rupture d'écoulement est une couche de matériau intact qui chevauche une couche de sol liquéfié, sur terre ou sous l'eau. Se déplaçant à des dizaines de kilomètres à l'heure, les défaillances d'écoulement peuvent être catastrophiquement destructrices. Le sol qui supporte normalement un bâtiment ou une autre structure subit une perte de force portante lorsqu'il est liquéfié, permettant à la structure supportée de se déposer et de basculer. Les coups de sable se produisent lorsqu'une secousse prolongée des strates liquéfiées provoque l'éruption d'eau de la couche de sable.

Les tremblements de terre peuvent modifier l'écoulement des eaux souterraines des sources en provoquant l'expansion et la contraction de l'aquifère d'où s'écoule la source. Le changement peut être temporaire ou permanent. Les failles de tremblement de terre peuvent également entraîner des canaux de cours d'eau décalés et des étangs d'affaissement, de l'eau qui s'accumule dans la dépression le long d'une ligne de faille décroissante. L'effet de loin le plus important des tremblements de terre dans l'hydrosphère est le tsunami, qui signifie « vague portuaire » en japonais. Les tsunamis résultent d'un changement vertical soudain du fond de l'océan, généralement là où les plaques tectoniques se rencontrent, qui peut être causé par un tremblement de terre, un glissement de terrain ou un volcan. Une petite vague, généralement de seulement quelques pieds de haut, est générée. Cependant, à mesure que la profondeur de l'eau diminue près de la terre, la hauteur de la vague augmente plusieurs fois, et est capable de causer des destructions massives à des centaines ou des milliers de kilomètres du site de la tremblement de terre. Une forme miniature de tsunami qui peut se produire dans les lacs s'appelle une seiche.

Les grands tremblements de terre peuvent augmenter la hauteur des montagnes de quelques pouces à quelques pieds. Lorsqu'un côté d'une faille monte par rapport à l'autre côté de la faille, cela crée une crête abrupte appelée escarpement. Au fur et à mesure que des séismes répétés se produisent le long d'une faille, la roche le long de la faille se brise et devient sujette à l'érosion qui, avec le temps, peut former une vallée dans la zone de faille. Une faille peut interférer avec le mouvement des eaux souterraines, élever ou abaisser son niveau et provoquer la formation d'étangs ou de sources. Une faille décrochante à la surface du sol se présente sous la forme d'une longue perturbation peu profonde appelée moletrack.