Dans les articles que vous venez de lire, les auteurs supposent que vous savez quelque chose sur les failles : comment elles sont classées, quel type de mouvement elles subissent, quel sens de la contrainte elles ressentent, et comment les reconnaître sur une carte. Il est donc temps de prendre un peu de recul et de revoir quelques notions de base sur les failles et les tremblements de terre.
Une faille se forme dans la croûte terrestre en tant que réponse fragile à un stress. En général, le mouvement des plaques tectoniques fournit le stress, et les roches à la surface se brisent en réponse à cela. Les failles n’ont pas d’échelle de longueur particulière. Si vous frappez un morceau de roche de la taille d’une main avec un marteau, les fissures et les cassures que vous produisez sont des failles. A l’autre extrémité du spectre, certaines failles de limite de plaque ont une longueur de milliers de kilomètres.
Catégories de failles
Le sens de la contrainte détermine le type de faille qui se forme, et nous classons généralement ce sens de la contrainte de trois façons différentes :
- compression,
- tension, et
- cisaillement.
Handily, ces trois sens de la contrainte sont également en corrélation avec les trois types de frontières de plaques.
- La contrainte de compression se produit aux frontières de plaques convergentes où deux plaques se rapprochent l’une de l’autre.
- La contrainte de tension se produit aux frontières de plaques divergentes où deux plaques s’éloignent l’une de l’autre.
- La contrainte de cisaillement se produit aux frontières de transformation où deux plaques glissent l’une sur l’autre.
En termes de failles, la contrainte de compression produit des failles inverses, la contrainte de tension produit des failles normales et la contrainte de cisaillement produit des failles transformantes. *Attention à la terminologie : les géoscientifiques désignent les failles formées par cisaillement comme des failles transformantes dans l’océan, et comme des failles de glissement sur les continents. Autrement, ces deux types de failles sont fondamentalement la même chose. Jetez un coup d’œil aux croquis ci-dessous pour voir une caricature de ce à quoi ressemble chacun de ces types de failles en coupe transversale.
Les croquis astucieux d’Eliza
Nous avons ici une coupe transversale de base constituée de trois couches de roche : brune, rose et granite. Vous pouvez dire que c’est une coupe transversale parce que j’ai dessiné un petit arbre (style Bob Ross !) et un couple d’oiseaux et le soleil.
Maintenant, nous allons appliquer une certaine tension à ce terrain. La tension a pour effet de tirer et d’allonger. Si ce matériau était ductile, il s’étirerait et s’amincirait, mais nous avons affaire ici à des roches fragiles, donc au lieu de cela, elles se briseront. La manière dont cela se produit généralement est la formation d’une faille à un certain angle par rapport au litage. Ensuite, l’ensemble des roches glisse le long de cette faille. Le type de faille formé ici est appelé faille normale. Cette terminologie vient des mineurs en Allemagne qui ont remarqué que la plupart des failles où ils travaillaient étaient de cette nature, ils les ont donc appelées « normales », c’est-à-dire typiques.
Comme vous pouvez le voir, la faille a eu pour effet de faire tomber le bloc de droite par rapport au bloc de gauche. Si vous voyiez quelque chose comme ça sur le terrain, vous seriez capable de dire combien de décalage il y a sur la faille en mesurant combien les couches se sont déplacées à travers la faille.
Si nous appliquons plutôt une contrainte de compression, cela a pour effet de comprimer et de raccourcir le terrain. Une faille se formera qui ressemble beaucoup à la faille normale de l’exemple précédent, mais le mouvement sur cette faille est dans la direction opposée. Cette faille est appelée faille inverse car elle est l' »inverse », c’est-à-dire opposée, de la normale. Les failles inverses ont tendance à former des escarpements – un escarpement est le morceau de roche qui a été poussé plus haut que le niveau de la surface d’origine.
Le troisième type de faille typique est la faille coulissante. Les failles à glissement latéral se distinguent des deux précédentes car elles n’impliquent pas de mouvement vertical. Elles se forment via une contrainte de cisaillement. Elles ne sont pas aussi faciles à reconnaître en coupe transversale, à moins qu’il y ait eu tellement de mouvement sur la faille qu’il y a des types de roches complètement différents de part et d’autre de la faille. La plupart des failles coulissantes sont proches de la verticale par rapport au litage.
Voyez dans l’animation ci-dessous comment les différents types de failles se déplacent. L’animation est muette et provient d’IRIS.
Chacun de ces trois types de failles est marqué de manière standard sur une carte géologique. J’ai esquissé ces symboles ci-dessous.
- Une faille normale est typiquement représentée par une ligne représentant la trace de la faille avec une petite ligne perpendiculaire pour montrer la direction du bloc qui a glissé vers le bas. Parfois, deux lignes parallèles sont dessinées pour représenter plutôt des plaques qui s’écartent.
- Une faille inverse est une ligne avec des dents dessus. Les dents sont dessinées sur le côté du bloc chevauchant. À la limite des plaques d’une zone de subduction, les dents sont sur la plaque supérieure.
- Une faille coulissante est dessinée comme une ligne, généralement (mais pas toujours) avec une demi-flèche de chaque côté pour montrer dans quelle direction les deux côtés de la faille se déplacent. L’exemple ci-dessous montre une faille latérale gauche.
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Vérification de l’identification du symbole de la faille!
Pouvez-vous identifier le type de faille qui se produit à chaque limite de plaque dans la carte ci-dessous ? Vérifiez votre réponse ici. (et une version légendée).
Appliquer ce que vous savez
Regardez à nouveau la figure 1 de de Boer et al., 2001 (reproduite ci-dessous). Quel type de faille est représenté sur cette carte ? Pouvez-vous imaginer en trois dimensions comment la lithosphère se déplace sur cette carte ? Réfléchissez-y et comparez votre idée à mon croquis (et à une version légendée).