Séisme de méga-chevauchement - L'accumulation des contraintes

Les tracés de données sismiques (sismogrammes) offrent un enregistrement visuel de l’activité sismique ainsi que des autres vibrations engendrées dans la Terre par des activités de l’homme ou des phénomènes naturels. Par exemple, les sismographes placés près des routes de navigation peuvent détecter le passage des cargos et des navires de croisière. Ceux qui sont installés près des voies ferrées permettent la détection du passage des trains. Les sismographes placés en des endroits exposés, surtout le long de la côte Ouest détecteront les vibrations du sol causées par de grands vents. Ces instruments sont sensibles même aux vibrations les plus infimes et peuvent détecter les signaux produits par des séismes éloignés de milliers de kilomètres.

Échelle de temps

Comme on peut le voir ci-dessous, une échelle de temps est associée à chaque tracé de données. L’heure du début de chaque tracé se trouve à l’angle inférieur gauche et le temps augmente en allant vers la droite. L’échelle de temps utilise le temps universel (TU) (aussi parfois appelé temps moyen de Greenwich ou en anglais Greenwich Mean Time, GMT) dont il faut soustraire 8 heures pour obtenir l’heure normale du Pacifique (HNP) ou 7 heures pour obtenir l’heure avancée du Pacifique (HAP). Il faut en outre prendre en considération la date du tracé puisque, par exemple, 0600 h TU le 12 juin correspond à 2300 h HAP le 11 juin.

Signaux de stations

Codes de stations Chaque ligne horizontale de signal (une «trace») représente l’intensité, ou «amplitude», du signal capté à l’emplacement d’une station individuelle pendant un intervalle d’une heure. Toutes les traces ont les mêmes heures de début et de fin, ce qui permet au sismologue de constater facilement la différence de temps entre des événements sismiques en plusieurs stations. Chaque station intégrée au Réseau national sismologique canadien est identifiée par un code unique comportant de 3 à 5 lettres. Par exemple, le code PNT est celui de la station de Penticton (C.-B.) et le code BIB est celui de la station de l’île Bowen (C.-B.). Sur les tracés sismiques, un code de trois lettres est ajouté comme suffixe au code de la station afin d’indiquer au sismologue des caractéristiques du signal du sismographe. Par exemple, «.BHZ» indique un sismographe large bande à gain élevé orienté suivant l’axe Z (mesurant les mouvements de haut en bas de la Terre). Le code «.EHZ» indique un sismographe de période extrêmement courte à gain élevé également orienté suivant l’axe Z. Tous les signaux représentés sur les sismogrammes affichés proviennent de sismographes orientés suivant l’axe Z pour permettre les comparer facilement. L’application de relations trigonométriques permet de déterminer l’emplacement exact du séisme d’après les différences de temps d’arrivée d’un même signal en plusieurs stations puisque l’on connaît la vitesse à laquelle se déplace les signaux dans l’écorce terrestre.

Signaux de séismes

Signaux de séismes Le jeu échantillon de signaux reproduit à droite est représentatif de ceux enregistrés lors d’un petit séisme local. On remarque que le côté gauche ou «du début» de chaque «impulsion» est très net. Cela indique que le signal capté est devenu très intense en un très court intervalle et cette forme de la trace est caractéristique du signal d’un séisme. Sur ces tracés, l’amplitude du signal est tellement grande qu’elle atteint le niveau maximum et est «écrêtée», ce qui lui confère au signal un sommet plat. Après un certain temps, l’intensité du signal commence à décroître alors que l’énergie du séisme se résorbe graduellement en fonction du temps. D’autres impulsions peuvent se manifester peu de temps après l’arrivée du premier signal. Elles peuvent résulter de répliques ou d’autres signaux engendrés par le même séisme et qui se sont déplacés à moindre vitesse dans la Terre. Il y a deux types de signaux primaires, appelés ondes S et P, et ils se déplacent de manière différente et à différentes vitesses. Comment sait-on qu’il s’agit d’un petit séisme? On constate que le signal n’a pas été capté par plusieurs stations plus éloignées. L’énergie libérée par le séisme n’était pas suffisante pour que le signal parcoure de plus longues distances, ce qui fait que seulement les stations à proximité ont pu le détecter. On constate en outre que le signal a atteint certaines stations plus tôt que d’autres. Cette information servira à déterminer l’emplacement du séisme.

Autres sources de signaux.

Les sismographes sont tellement sensibles qu’ils permettent de détecter de très faibles vibrations dans la Terre. Par exemple, la station CNSN installée à la pointe Watts (WPB), au nord de Squamish (C.-B.) détecte le passage des trains.

Le signal engendré par le passage d’un train est perceptiblement différent de celui d’un séisme par le fait que son intensité augmente progressivement à mesure que se rapproche le train; il atteint une valeur maximalelorsque le convoi atteint le «point d’approche minimale» ou PAM, puis diminue progressivement à mesure que s’éloigne le train. On peut également voir des signaux engendrés par le passage de trains sur les sismogrammes enregistrés par la station BLBC, près de Blue River (C.-B.), qui se trouve près de la ligne de chemin de fer reliant Vancouver &aagrave; Edmonton.

Il en va de même pour les gros navires de croisière qui engendrent beaucoup de vibrations dans la Terre. Notre station de Bella Bella (BBB), installée le long de la côte du Pacifique, capte les signaux de navires à destination ou en partance de l’Alaska. Ces signaux présentent des caractéristiques similaires à ceux engendrés par les trains en ce sens que leur intensité augmente progressivement jusqu’au PAM, puis diminuent d’intensité lorsque le navire quitte la région. L’intensité du signal cependant est moins uniforme et il peut présenter plusieurs pics et creux pendant l’intervalle où il est capté. Voici un exemple de signal enregistré par un navire passant au large de BBB.

Les sismographes détectent en outre les explosions. Les signaux qu’elles engendrent sont très similaires à ceux des séismes. Les activités minières et de construction sont souvent enregistrées par les stations situées à proximité. Voici un exemple enregistré à l’île Texada en C.-B.

La plupart du temps, il s’agit de très faibles signaux qui ne sont captés que par quelques stations dans les environs. Cependant, les grosses explosions, comme celles résultant d’essais nucléaires, peuvent être détectées par un grand nombre de stations. Le Canada fournit des données sismiques à des organismes internationaux responsables de la surveillance des essais nucléaires dans le monde.

Le vent constitue une autre source de bruit dans le réseau sismologique. Les forts vents, comme ceux balayant la côte ouest de la C.-B., peuvent engendrer des vibrations pendant des intervalles de plusieurs heures. Notre site sismographique de la péninsule Brooks, au nord-ouest de l’île de Vancouver, est installé au sommet d’une montagne souvent balayée par de grands vents. Voici un exemple de signal engendré par le bruit du vent :

Bruit du système

Les signaux captés par les stations sismiques sont acheminés aux centres de données de Séismes Canada par diverses voies électroniques. Chaque station est essentiellement équipée de son propre système informatique qui numérise les données enregistrées par son sismographe pour transmettre ces données numériques par un ou plusieurs satellites, par système terrestre de micro-ondes, par liaison radio UHF, par modem téléphonique ou par Internet. Si l’une ou l’autre des composantes du système tombe en panne, ou est perturbée par des conditions atmosphériques ou autres, il y a perte du signal ou un bruit d’une forme ou une autre est introduit. En outre, le système informatique à la station s’étalonne automatiquement chaque fois qu’il est remis en marche, ce qui peut engendrer une étrange impulsion transitoire qui est cependant facile à reconnaître.