TECTONOPHYSIQUE

Géophysique appliquée à la macrotectonique

À l'échelle des chaînes (macrotectonique), deux problèmes fondamentaux sont traités par les méthodes géophysiques : celui des racines et celui de l'état actuel des contraintes.

L'existence d'une racine crustale sous les chaînes récentes a été déterminée de deux manières : par la gravimétrie, qui fait apparaître des anomalies gravimétriques négatives fort importantes sous l'axe des chaînes de montagnes, pouvant atteindre 200 milligals (0,2 ( 10^–2 m ( s^–2) avec la correction de Bouguer ; par la sismologie, qui montre un retard de transmission des ondes P et S dû à la traversée de cette racine. On interprète celle-ci comme la conséquence globale de la compression d'où résulte la chaîne ; il est probable qu'elle est essentiellement due aux déformations tarditectoniques.

Le problème des contraintes actuelles peut être examiné dans son ensemble à l'échelle d'une région ou dans le détail au niveau de la déformation instantanée.

À l'échelle d'une région, c'est la gravimétrie qui donne les principaux renseignements : les anomalies gravimétriques, après correction isostatique, indiquent le déséquilibre d'une région, vers le soulèvement en cas d'anomalie négative, vers l'affaissement en cas d'anomalie positive. L'exemple le plus anciennement connu est celui de la Scandinavie, qui continue de se relever après l'enfoncement qu'elle a subi à la suite de la surcharge glaciaire au cours du Quaternaire ; des exemples semblables ont été reconnus dans toutes les régions glacées, comme le Grand Nord américain. Mais le fait est plus général, et la plupart des chaînes de montagnes témoignent aujourd'hui d'une anomalie isostatique négative indiquant leur tendance actuelle au soulèvement, qui peut être mesuré soit par comparaison de nivellements successifs, soit par des données précises – au centimètre près – fournies par l'altimétrie satellitaire.

Au niveau local, les résultats sont donnés par la sismologie, qui permet de définir le mouvement lors d'un séisme avec, cependant, une indétermination d'orientation de 90⁰ ; si l'on connaît la faille qui correspond à la rupture, l'indétermination est alors levée (cf. tectonique des plaques, fig. 7). Cette dernière condition est évidemment la seule garantie de l'exactitude des interprétations. On comprend que de nombreuses discussions existent encore sur ce point. L'application principale en a été donnée :

– par rapport au rejet horizontal transversal des failles ; on choisit ainsi entre l'extension et la compression ; c'est de cette manière que l'on a déterminé le fait que, au pourtour du Pacifique et dans certaines régions privilégiées, la croûte océanique et le manteau supérieur océanique plongeaient sous les continents voisins (côté américain) ou sous les arcs insulaires (côté asiatique) ; les séismes profonds, dont les foyers se disposent selon un plan incliné de 45⁰ en moyenne, étant à caractère compressif dans un sens perpendiculaire à la bordure continentale ou insulaire ;

– par rapport au rejet horizontal latéral des failles ; ainsi, la faille de San Andreas, dans l'ouest des États-Unis, aurait actuellement un coulissage dextre ; l'ensemble caraïbe serait encadré par deux systèmes de faille coulissante, senestre au nord (failles des Caïmans), dextre au sud (faille Oca-El Pilar) [cf. amérique - Géologie, fig. 14].