Suite

2 : Partie II - Plaques tectoniques, temps géologique et tremblements de terre - Géosciences

2 : Partie II - Plaques tectoniques, temps géologique et tremblements de terre - Géosciences


2 : Partie II - Plaques tectoniques, temps géologique et tremblements de terre - Géosciences

Aperçu des sciences de la Terre - Unité II

Cellules de convection chauffées par le cœur et refroidies près de la surface peut être le moteur de la tectonique des plaques.

  • Dans la croûte océanique, on retrouve la dorsale médio-atlantique et la dorsale du Pacifique Est
  • Dans la croûte continentale, on retrouve le système du rift est-africain, et
  • Peut éclater du magma intermédiaire ou mafique.

    La croûte océanique entre en collision avec la croûte océanique, une tranchée se forme et une ligne de volcans se forme sur la plaque sus-jacente. Finalement, les volcans peuvent devenir assez grands pour être exposés comme des îles. Le point le plus profond des océans est la fosse des Mariannes à une profondeur d'environ

Transformer les limites permettre aux plaques de glisser les unes sur les autres. Un exemple de faille continentale active à décrochement est le système de failles de San Andreas en Californie, tandis que la faille de transformation du cap Mendocino se produit sous le Pacifique près de Petrolia, en Californie.

Les trois types de limites de plaques sont géologiquement actifs.


Guide de télécours pour Earth Revealed : introduction à la géologie

La géologie, l'étude de la Terre, couvre une période d'environ 4,5 milliards d'années et est une histoire fascinante, toujours pleine de mystère et d'incertitude, mais avec des scènes de drame intense et de suspense. La richesse visuelle et l'excitation intellectuelle de la géologie intriguent à la fois les apprenants permanents et les étudiants de premier cycle. Peu d'entre nous peuvent rester impassibles en regardant les éruptions ardentes des volcans ou en voyant les effets de tremblements de terre destructeurs. Il est important de comprendre les causes de ces aléas géologiques et comment prévoir ou atténuer leurs effets, peu importe où nous vivons.

Vous cherchez un guide pour aller avecPhysique Géologie : TerreRévélé9e édition? Malheureusement, nous ne publierons pas une nouvelle édition du Guide Télécours pour accompagner ce livre. Si vous êtes intéressé par d'autres télécours ou programmes d'Intelecom, veuillez visiter www.intelecom.org.

MODULE I - INTRODUCTION
Avant de commencer la leçon 1
1 - Terre à terre
2 - La planète agitée

MODULE II - LA TECTONIQUE DES PLAQUES : LE MODÈLE UNIFIANT
3 - L'intérieur de la Terre
4 - Le fond marin
5 - La naissance d'une théorie
6 - Dynamique des plaques
7 - Bâtiment de montagne
8 - Structures de la Terre
9 - Tremblements de terre

MODULE III - TEMPS GÉOLOGIQUE ET VIE
10 - Temps géologique
11 - Évolution à travers le temps

MODULE IV - LE CYCLE DE ROCHE
12 - Minéraux : Les Matériaux de la Terre
13 - Volcanisme
14 - Roches ignées intrusives
15 - Altération et sols
16 - Gaspillage de masse
17 - Roches sédimentaires : la clé des environnements passés
18 - Roches métamorphiques

MODULE V - SCULPTER LE PAYSAGE
19 - Eau courante I : rivières, érosion et dépôt
20 - L'eau courante II : Évolution du relief
21 - Eaux souterraines
22 - Vent, poussière et déserts
23 - Glaciers
24 - Vagues, plages et côtes

MODULE VI - VIVRE AVEC LA TERRE
25 - Vivre avec la Terre, Partie I
26 - Vivre avec la Terre, Partie II


PARTIE II : ÉMERAUDE

L'émeraude est la variété de gemme verte du béryl (Be 2+ 3Tout 3+ 2Si 4+ 6O 2– 18) (figure 9). La couleur de l'émeraude est due à des traces de Cr et/ou de V remplaçant Al dans la structure cristalline. Le béryl a une dureté de 7,5 à 8 sur l'échelle de Mohs.

Importance économique. L'émeraude est généralement la troisième pierre précieuse la plus précieuse après le diamant et le rubis. Le prix des émeraudes est unique sur le marché des pierres précieuses colorées, mettant l'accent sur la couleur presque à l'exclusion de la clarté, de la brillance ou d'autres caractéristiques (Walton, 2004).

Le prix par carat le plus élevé jamais payé pour une émeraude était de 304 878 $ par carat, pour un prix total de 5 511 500 $ US, pour la bague Rockefeller chez Christie's New York en juin 2017. Cependant, l'émeraude Bulgari d'Elizabeth Taylor détient toujours le record du total le plus élevé. prix jamais payé pour une émeraude à 6 130 500 $, ou 281 329 $ par carat à 23,46 carats. Une pierre à facettes colombienne exceptionnelle de 10,11 ct a rapporté 1 149 850 $ US en 2000 (Zachovay, 2002). En octobre 2017, une vente aux enchères d'émeraudes zambiennes à Gemfields a généré des revenus de 21,5 millions de dollars (« In the News… », 2018), la valeur moyenne des enchères était de 66,21 $ par carat (Branstrator, 2017). La vente aux enchères comprenait l'émeraude brute Insofu (« bébé éléphant ») de 6 100 ct provenant de la mine de Kagem. Un an plus tard, Kagem a produit un autre cristal géant, l'émeraude brute Inkalamu (« éléphant lion ») de 5 565 ct (Gemfields, 2018). Des cristaux géants ont également été découverts en Colombie, comme El Monstro (16 020 ct) et l'Emilia (7 025 ct), tous deux de la région de Gachalá. En 2017, un gros morceau de schiste à biotite avec plusieurs gros cristaux d'émeraude a été découvert dans la mine de Carnaíba, au Brésil. Le spécimen, nommé Bahia, pèse 341 kg, mais le poids et la valeur des émeraudes ne sont pas confirmés (Weil, 2017).

Production. Comme pour la plupart des pierres précieuses, il est difficile d'obtenir des statistiques précises sur la production d'émeraude. En 2005, la Colombie, le Brésil, la Zambie, la Russie, le Zimbabwe, Madagascar, le Pakistan et l'Afghanistan étaient les principaux producteurs (Yager et al., 2008). Aujourd'hui, la liste des principaux producteurs d'émeraudes est inchangée, avec la Colombie, le Brésil et la Zambie en tête.

Les gisements colombiens d'origine sont presque épuisés, malgré l'annonce par Furagems d'environ 3 millions de tonnes d'émeraude présumée à une teneur de 2 carats par tonne pour la mine de Coscuez. Néanmoins, de nouvelles découvertes dans la région de Maripi, à commencer par La Pita en 1998 puis Las Cunas, devraient garantir que la Colombie reste la source la plus importante pour les années à venir.

Le Brésil est devenu un important producteur d'émeraudes dans les années 1970 et, à la fin du siècle, il exportait 50 millions de dollars par an (Lucas, 2012) et représentait environ 10 % de la production mondiale (Schwarz et Giuliani, 2002). Bien que les émeraudes brésiliennes ne soient pas traditionnellement réputées pour leur qualité (Lucas, 2012), les pierres de la ceinture Itabira/Nova Era (qui comprend la mine très productive de Belmont) se vendraient jusqu'à 30 000 $ le carat. Aujourd'hui, la principale production brésilienne est liée aux gisements d'émeraude associés à des intrusions granitiques dans les états de Minas Gerais (74%), Bahia (22%), et Goiás (4%) (Martins, 2018).

Le district minier de Kafubu en Zambie représente la majeure partie de la production de ce pays. Les permis miniers de Kafubu s'étendent sur une longueur d'environ 15 km. Le développement de l'exploitation minière moderne à cette grande échelle par Gemfields, grâce à l'exploitation minière souterraine et à ciel ouvert, permet d'obtenir de grandes quantités de gemmes de qualité commerciale de haute qualité.

D'autres producteurs importants sont la Russie, du district d'Izumrudnye Kopi à environ 60 km au nord-est d'Ekaterinbourg dans les montagnes de l'Oural (Grundmann et Giuliani, 2002), et le Zimbabwe, de la mine Sandawana (anciennement Zeus) à environ 360 km au sud de Harare.

Comme pour les autres pierres de couleur, les gisements d'émeraude sont souvent situés dans des pays aux régimes politiques instables sans une solide sécurité des droits miniers, et la contrebande a tendance à être endémique. Malgré ces problèmes, l'émeraude reste l'une des pierres précieuses colorées les plus recherchées.

La géochimie de Be, Cr et V. Le béryl est relativement rare car il y a très peu de Be (2,1 ppmw) dans la croûte continentale supérieure (Rudnick et Gao, 2003). Le béryllium a tendance à se concentrer dans les roches de la croûte continentale, telles que le granite, la pegmatite, le schiste noir et leurs équivalents métamorphiques. Le chrome et le V sont plus courants (92 et 97 ppmw, respectivement) dans la croûte continentale supérieure (Rudnick et Gao, 2003) et sont concentrés dans la dunite, la péridotite et le basalte de la croûte océanique et du manteau supérieur, et leurs équivalents métamorphiques. Cependant, des concentrations élevées peuvent également se produire dans les roches sédimentaires, en particulier le schiste noir (Schwarz et al., 2002).

Des conditions géologiques et géochimiques inhabituelles sont nécessaires pour que Be et Cr et/ou V se rencontrent. Dans le modèle classique, les pegmatites à Be interagissent avec les M-UMR à Cr. Cependant, dans les gisements colombiens (voir ci-dessous), il n'y a aucune preuve d'activité magmatique, et il a été démontré que les processus de circulation des fluides dans le schiste noir hôte étaient suffisants pour former l'émeraude. De plus, les chercheurs reconnaissent que le métamorphisme régional et les processus tectonométamorphiques tels que la formation de zones de cisaillement peuvent jouer un rôle important dans certains gisements (par exemple, Grundmann et Morteani, 1989, 1993 Cheilletz et al., 2001 Vapnik et al., 2005, 2006). Les émeraudes, bien qu'extrêmement rares, peuvent évidemment se former dans une plus grande variété d'environnements géologiques qu'on ne le pensait auparavant (Walton, 2004).

Classification. Les gisements d'émeraude sont présents sur les cinq continents (figure 10) et ont un âge allant de l'archéen (2,97 Ga pour le gisement de Gravelotte en Afrique du Sud) au cénozoïque (9 Ma pour le gisement de Khaltaro au Pakistan) (figure 11). Giuliani et al. (2019) ont introduit un nouveau schéma de classification dans lequel les gisements d'émeraude sont divisés en deux types principaux en fonction de l'environnement géologique, puis subdivisés en fonction de la roche hôte (tableau 1) :

Type I : lié à la tectonique-magmatique, avec des sous-types hébergés dans :

  1. IA. Mafique-ultramafique roches (Brésil, Zambie, Russie et autres)
  2. IB. Roches sédimentaires (Chine, Canada, Norvège, Kazakhstan, Australie)
  3. CI. Roches granitiques (Nigeria)

Type II : lié à la tectonique-métamorphique, avec des sous-types hébergés dans :

  1. IIA. M-UMR (Brésil, Autriche)
  2. IIB. Roches sédimentaires : schiste noir (Colombie, Canada)
  3. IIC. Roches métamorphiques (Chine, Afghanistan, États-Unis)
  4. IID. Gisements de type I métamorphisés ou liés à des intrusions granitiques cachées (Autriche, Egypte, Australie, Pakistan) et quelques gisements non classés

Un gisement idéalisé de type IA est illustré à la figure 12. Les gisements de type IA sont caractérisés par les prolifiques mines d'émeraude du centre de la Zambie, dont Kagem est considérée comme la plus grande mine à ciel ouvert au monde pour les pierres précieuses colorées (Behling et Wilson, 2010). Les gisements d'émeraude sont encaissés dans des roches métabasiques riches en Cr (3 000 à 4 000 ppmw) de talc-chlorite ± actinolite ± magnétite du supergroupe de Muva, qui ont été identifiées comme métamorphisées komatiite (Seifert et al., 2004). le métabasite les horizons sont recouverts par un important champ de pegmatite à Be et des veines hydrothermales

10 km de long qui a été mis en place au cours des derniers stades de l'orogenèse panafricaine (

530 Ma John et al., 2004). Les concentrations économiques d'émeraude sont presque entièrement limitées aux zones de réaction de phlogopite (généralement de 0,5 à 3 m de large) entre les veines de quartz-tourmaline et la métabasite (Zwaan et al., 2005). Des analyses chimiques (Siefert et al., 2004) indiquent que la formation de schiste à phlogopite à partir de métabasite impliquait l'introduction de K2O (8 à 10 % en poids %), F (2,7 à 4,7 % en poids %), Li2O (0,1 à 0,7 % en poids), Rb (1 700 à 3 000 ppm en poids), Be (jusqu'à 1 600 ppm en poids), Nb (10 à 56 ppm en poids) et des quantités importantes de B. Une étude d'inclusion fluide a suggéré que les veines associées à minéralisation émeraude formée à 350 à 450 ºC et à 150 à 450 kilobars (Zachariáš et al., 2005). La datation K-Ar de la muscovite d'une pegmatite et d'une veine de quartz-tourmaline associée a donné des âges de refroidissement de 452 à 447 Ma, ce qui est considéré comme une date approximative de la minéralisation émeraude (Seifert et al., 2004).

À la localité de Lened dans les Territoires du Nord-Ouest du Canada, seulement environ 5 % du béryl est transparent et vert bleuâtre (et peut donc être considéré comme de l'émeraude pâle), mais il s'agit de l'occurrence de type IB la plus récemment étudiée. À Lened, les émeraudes sont encaissées par environ 13 veines de quartz qui recoupent le skarn dans les roches carbonatées et les strates plus anciennes. Le béryllium et d'autres éléments incompatibles (W, Sn, Li, B et F) dans l'émeraude, les minéraux filoniens et le skarn environnant ont été introduits pendant les étapes terminales de la cristallisation de la partie proximale

Pluton de Lened de 100 Ma (Lake et al., 2017). La décarbonation au cours de la formation de skarn pyroxène-grenat dans les roches carbonatées hôtes a probablement causé une surpression et une fracturation locales qui ont permis la pénétration de fluides d'origine magmatique et la formation de veines de quartz-calcite-béryl-scheelite-tourmaline-pyrite. Les éléments chromophores (V>Cr) ont été mobilisés par métasomatisme de métasédimentaire roches (schiste noir) qui sous-tendent l'occurrence d'émeraude (Lake et al., 2017).

Le seul gisement de type IC identifié à ce jour se trouve dans le centre du Nigeria, où l'émeraude se produit à la suite de métasomatiques précoces. albitisation (voir Glossaire) d'un corps granitique alcalin de la Mésozoïque Complexe de l'Anneau de Jos (Vapnik et Moroz, 2000) (figure 13). Les émeraudes sont présentes avec du quartz, du feldspath et de la topaze dans de petites poches pegmatitiques pouvant atteindre 8 cm de taille au contact granit–roche encaissante, et dans de petites miarolitique poches dans le toit du granite, dans une zone 18 O et δD pour l'émeraude et la phlogopite contemporaine) sont compatibles avec les fluides magmatiques et métamorphiques. Cependant, l'absence de granite et de pegmatites apparentées, et la faible concentration en Be dans la séquence volcano-sédimentaire (zone 2 centrée sur la vallée du Panjshir à 130 km au nord-est de Kaboul (Bowersox et al., 1991 Fijal et al., 2004). Dans la Khendj et les vallées adjacentes du côté sud-est de la vallée du Panjshir, les occurrences d'émeraude sont encaissées par des schistes métamorphiques qui ont été soumis à une altération hydrothermale intense.Les zones altérées sont irrégulièrement dispersées le long d'un réseau de fractures et caractérisées par le développement d'albite, , biotite, tourmaline et pyrite. Les inclusions fluides dans les émeraudes sont très salines, ce qui suggère que les occurrences du sud-est de la vallée du Panjshir, comme celles de la Colombie, sont liées à des fluides hydrothermaux qui tirent leur haute salinité de la lixiviation des séquences évaporitiques (Giuliani et al ., 1997a Sabot et al., 2000 Vapnik et Moroz, 2001 Franz et Morteani, 2002 Giuliani et al., 2005) Cependant, le grade métamorphique des roches hôtes i s plus élevé que dans les gisements colombiens. Sabot et al. (2000) ont suggéré que la circulation des fluides hydrothermaux résultait d'un tectonisme qui a précédé le soulèvement au cours de l'orogenèse himalayenne.

Sur la propriété Rist, au nord-est de Hiddenite, les émeraudes se trouvent dans des veines de quartz et des cavités ouvertes qui occupent des fractures subverticales orientées nord-est dans des roches métamorphiques plissées (Wise et Anderson, 2006). L'émeraude est associée au quartz, à l'albite, au béryl, à la calcite, à la dolomie, à la muscovite, au rutile, au spodumène et à la sidérite. L'absence de pegmatites et les assemblages minéraux observés suggèrent une origine hydrothermale. La source de Be et Cr, et du Li nécessaire à la cristallisation de l'émeraude et du spodumène, reste inconnue.

Les gisements de type IID sont des gisements métamorphisés de type IA (Habachtal en Autriche, Djebel Sikait, Zabara et Umm Kabu en Egypte et probablement Poona en Australie), des gisements mixtes de type IA et IIA dans des roches mafiques-ultramafiques, et dans des gisements dont l'origine est inconnue (par exemple, Musakashi en Zambie) (Giuliani et al., 2019). Ces gisements n'ont aucun intérêt économique et l'origine du Be est inconnue. Dans le gisement Habachtal, la formation métamorphique de Habach consiste en une séquence de métapélite et métavolcanique roches avec serpentinite intercalée. Les émeraudes se trouvent au sein de schistes métasomatiques à biotite, appelés zones « blackwall », développés entre ces roches à la suite d'un métamorphisme régional impliquant une déformation intense. Les analyses géochimiques montrent que toute la zone « blackwall » est enrichie en Be, dont Grundmann et Morteani (1989) ont suggéré qu'elle provenait d'exhalations volcaniques sous-marines. Les calculs du bilan de masse suggèrent que la transformation de la serpentinite et des roches encaissantes riches en Be a libéré un excès de Be pour former de l'émeraude dans la zone des murs noirs (figure 18). La source du Cr est les roches ultrabasiques métasomatisées. Grundmann et Morteani (1989) ont plaidé en faveur d'une origine métamorphique régionale pour les émeraudes. Zwaan (2006) a critiqué cette interprétation et a averti que dans les cas où les sources pegmatitiques de Be ne sont pas apparentes, il faut procéder avec prudence car les fluides peuvent voyager loin des pegmatites, en particulier le long de roches intensément cisaillées. Zwaan (2006) a également souligné que des pegmatites sont présentes dans la formation de Habach et que les émeraudes de Habachtal contiennent jusqu'à 760 ppmw de Cs (Calligaro et al., 2000), ce qui suggère une source pegmatitique, et les gisements de sulfures liés à l'exhalation volcanique sous-marine sont généralement pas enrichi en Be.


4. Washington

L'homologue à Washington de la FEMA et coordinateur du Washington Earthquake Program est le Division de la gestion des urgences (DMU), qui fait partie du département militaire de Washington. UNE Comité de sécurité sismique, qui fait partie du Conseil de gestion des situations d'urgence, examine les stratégies des États en matière de tremblement de terre, avec la mise à jour la plus récente en février 2002, après le séisme de Nisqually. L'EMD collabore avec la FEMA pour offrir des cours aux secteurs public et privé sur l'utilisation du logiciel de modélisation d'estimation des pertes HAZUS. EMD a également développé un guide de planification tous risques pour les écoles de Washington. Depuis le tremblement de terre, le programme de subventions pour l'atténuation des risques a accordé plusieurs subventions pour la modernisation sismique de trois districts hydrographiques, de deux écoles et d'un service d'incendie. De plus, le ministère des Transports a procédé à une modernisation des ponts routiers qui a considérablement réduit les pertes de lignes de vie à la suite du tremblement de terre de Nisqually. Comme en Californie, avril est le Mois de la préparation aux catastrophes, avec pour thème en 2003 « Préparez-vous parce que vous vous souciez », mettant en vedette un exercice sismique « Laissez tomber, couvrez et maintenez » dans tout l'État auquel participent plus d'un million de citoyens. Washington participe également à l'exercice ShakeOut le 15 octobre de chaque année.

le Division de la Géologie et des Ressources de la Terre (DGER), qui fait partie du ministère des Ressources naturelles, a été créé pour évaluer les ressources minérales, à l'instar d'agences similaires en Oregon et en Californie. Comme ces États, la DGER s'est davantage impliquée dans l'évaluation des risques liés aux tremblements de terre, aux glissements de terrain et aux inondations. Steve Palmer de la DGER a mené un programme de cartographie des zones urbaines sujettes à la liquéfaction et à l'étalement latéral. Comme décrit ailleurs, ces cartes ont été testées par le tremblement de terre de Nisqually. Palmer et ses collègues Wendy Gerstel et Tim Walsh ont pu prédire assez bien les zones qui ont subi une liquéfaction et une propagation latérale à Seattle et à Olympie (Fig. 8-16). Des cartes de susceptibilité à la liquéfaction sont en préparation pour d'autres villes de l'ouest de Washington. De plus, la DGER bénéficie d'une subvention du Hazard Mitigation Grant Program pour produire une carte d'état montrant la susceptibilité à la liquéfaction et les caractéristiques du sol.

En 1990, Washington a adopté sa loi sur la gestion de la croissance pour exiger une planification complète dans ses comtés et villes à la croissance la plus rapide. Cette loi imposait à ces villes et comtés de désigner et de protéger les zones critiques soumises à des risques géologiques, notamment des glissements de terrain et des tremblements de terre. En 1991, la loi a été élargie pour exiger la désignation de zones critiques dans toutes les villes et tous les comtés de Washington. L'effet modérateur que cette loi a eu sur le développement rapide autour des zones métropolitaines a conduit à des tentatives de l'amender dans la législature, et même de l'abroger purement et simplement.

Contrairement à la Californie, où l'État a été proactif dans l'amélioration des codes du bâtiment et des ordonnances de classement, Washington a laissé une grande partie de cela aux juridictions locales. Par exemple, aucun État n'exige que les districts scolaires mettent en œuvre des programmes visant à améliorer la sécurité sismique des bâtiments scolaires. Les comtés ruraux et les petites villes de l'ouest de Washington, y compris les districts scolaires, ont pris du retard par rapport aux centres métropolitains de Puget Sound, en particulier à Seattle, dont les normes sont comparables à celles des zones métropolitaines de Californie. Parce que la région de Seattle-Olympia avait connu des tremblements de terre dévastateurs en 1949, 1965 et 2001, les bâtiments scolaires avaient déjà été renforcés contre les tremblements de terre dans une plus grande mesure que dans l'Oregon au sud.

Près de la moitié des dommages totaux causés aux écoles de Washington lors du tremblement de terre de 1949 ont eu lieu à Seattle. 21 écoles ont dû être remplacées ou réparées. Des dommages supplémentaires aux écoles ont été subis lors du tremblement de terre de 1965. Après le tremblement de terre de 1965, le Seattle Public School District a commencé à évaluer ses écoles pour le risque sismique et, en 1998, le district était dans la phase finale de mise en œuvre de 40 millions de dollars d'améliorations des immobilisations pour faire face aux risques de tremblement de terre. En 1988, le surintendant de l'instruction publique a publié un manuel, Atténuation des risques de tremblement de terre dans les écoles, qui a été mis à jour en 1998. Les fonds du projet Impact de la FEMA ont été utilisés pour éliminer les dangers aériens, en particulier les réservoirs de chasse d'eau aériens dans les salles de repos qui constitueraient un danger s'ils s'effondraient dans une salle de classe à un étage inférieur. En outre, des fonds ont été utilisés pour former le personnel de maintenance à travailler sur les risques non structurels. Ces équipes sont soutenues par des bénévoles. Au moment du tremblement de terre de Nisqually, sept écoles avaient été réaménagées par des bénévoles lors des soirées de travail du samedi, aucun blessé ou dommage n'a été signalé dans aucune de ces écoles pendant le tremblement de terre.

La FEMA a désigné la ville de Seattle comme communauté d'impact du projet avec une subvention initiale de 1 million de dollars pour développer son propre programme d'atténuation des risques de tremblement de terre et de glissement de terrain. Au début, Seattle avait 125 000 vieilles maisons construites avant qu'elles ne soient boulonnées à leurs fondations, avec 125 000 maisons supplémentaires dans le comté de King, en dehors des limites de la ville. Project Impact a abouti à un programme d'éducation des citoyens à la rénovation de leurs résidences, commerces et écoles et à l'élaboration de plans d'urgence. Le bureau de gestion des urgences de Seattle, qui fait partie du service de police, fournit des kits de réparation à domicile, organise des ateliers de réparation et tient une liste approuvée d'entrepreneurs possédant les compétences nécessaires pour effectuer des rénovations antisismiques. Un programme spécial est en place pour les entreprises. Le rôle des volontaires est essentiel. Les équipes d'aide et d'intervention en cas de catastrophe de Seattle (SDART) éduquent les quartiers à s'organiser contre une catastrophe (voir chapitre 15). En outre, les zones dangereuses de la ville sont cartographiées par l'USGS et des scientifiques de l'Université de Washington pour identifier les zones où des précautions particulières doivent être prises lors du développement. Seattle a exporté ces informations vers dix-huit villes et comtés environnants.

La ville de Bellevue n'est pas une communauté Project Impact, mais elle a été proactive dans la préparation aux tremblements de terre, tout comme Seattle. La division de la protection civile de la ville fait partie du service d'incendie. La rénovation des maisons est encouragée en accélérant le processus d'autorisation et en aidant les propriétaires à obtenir des prêts à faible taux d'intérêt pour la rénovation. La ville dispose d'un plan d'urgence tous risques, répondant aux phénomènes météorologiques violents ainsi qu'aux tremblements de terre. Un projet appelé Renforcement de la préparation parmi les voisins (SPAN) élabore des plans d'urgence dans les quartiers, élit les capitaines d'équipe et se réunit quatre fois par an pour examiner les plans de préparation. Une année sur deux, la ville organise un exercice à grande échelle de sept heures.

La DGER et l'EMD ont un programme d'atténuation des tsunamis pour les zones côtières du sud-ouest de Washington qui sont menacées par les tsunamis. Des cartes d'inondation d'un tsunami généré par un séisme de zone de subduction ont été préparées. En coopération avec le programme TIME de la NOAA, une modélisation du tsunami est en cours pour un tsunami généré par un tremblement de terre sur la faille de Seattle, et la DGER a publié une carte avec ces résultats. Le potentiel tsunami du front de mer de Seattle a également été évalué. Des cartes de la baie de Neah, de la rivière Quileute, de Port Orchard, de Port Townsend et de Port Angeles se trouvent sur la page Web de la DGER. Les cartes de Bellingham, Anacortes et Whidbey Island sont en préparation. En 2003, la ville de Long Beach et la nation Quinault ont été reconnues comme des communautés Tsunami Ready et Storm Ready. La Nation Quinault a été la première nation amérindienne à recevoir ce prix.


2 : Partie II - Plaques tectoniques, temps géologique et tremblements de terre - Géosciences

I. Le cycle rocheux et la répartition des principaux types de roches

Les caractéristiques de surface et le cycle rocheux d'une planète avec une seule coque rigide seraient très différents de ceux de la Terre.

A) Le « cycle » de la roche se compose en grande partie de

  • Volcanisme isolé dans des endroits où les volcans ont perforé la croûte
  • Érosion des éléments topographiquement élevés,
  • Dépôt de produits d'érosion dans les dépressions topographiques ou les bassins océaniques
  • Les sédiments resteraient dans les couches d'écorchures dans les bassins océaniques (par exemple, pensez à la diapositive montrant des couches plates dans le Grand Canyon
  • La construction de montagnes ne se produirait pas en dehors des pieux volcaniques.
  • Le paysage finirait par devenir sans montagne et légèrement au-dessus du niveau de la mer.

B) La répartition des roches ignées, sédimentaires et métamorphiques dans un tel monde serait la suivante :

  • Les roches ignées fraîches seraient isolées en piles volcaniques
  • Les roches sédimentaires se trouveraient principalement sous l'eau,
  • Les roches métamorphiques seraient rares en raison de l'incapacité de soulever ces roches à la surface à partir de leurs environnements chauds et à haute pression profondément sous la surface.

En revanche, notre planète a des sections géologiques telles que les suivantes :

GLISSIÈRE DE ROCHES SÉDIMENTAIRES DÉFAILLÉES, ÉLEVÉES ET HAUTEMENT INCLINÉES

Des affleurements comme celui-ci devraient vous convaincre que la surface extérieure de la Terre est un endroit géologiquement dynamique. Sur Terre, où se produisent d'importants mouvements horizontaux et verticaux de la surface, le cycle de la roche est plus complexe et comprend les éléments suivants :

A) L'altération peut réduire tout type de roche en sédiments et en matières dissoutes, qui peuvent à leur tour être transportés par l'eau, la glace, le vent ou la gravité vers les sites de dépôt, où les sédiments sont enfouis et lithifiés.

B) L'enfouissement profond peut exposer les sédiments lithifiés à des températures ou des pressions suffisamment élevées pouvant les amener à se métamorphoser en un autre type de roche qui est plus stable à ce régime particulier de température/pression.

C) Le soulèvement peut exposer les roches enfouies de tout type à l'érosion, ou alternativement, n'importe quel type de roche peut s'enfoncer dans le manteau pour recommencer sa vie en tant que roche ignée.

Distribution des principaux types de roches

IGNÉ - Les basaltes et les gabbros, les roches les plus abondantes de la coquille externe de la terre, se trouvent principalement dans les océans. Les granits et autres roches apparentées se limitent presque exclusivement aux continents.

SÉDIMENTAIRE - La plupart des roches sédimentaires anciennes (c'est-à-dire plus de 200 millions d'années) se trouvent sur les continents. Les roches sédimentaires de moins de 200 Myr se trouvent sur les deux continents et dans les océans, mais la plupart se forment aujourd'hui dans les océans.

MÉTAMORPHIQUE - La plupart des méta-roches de plus de 200 millions d'années se trouvent dans les boucliers continentaux et sous la couverture de roches sédimentaires sur les continents. Des roches métamorphiques se forment aujourd'hui au cœur des chaînes de montagnes actives et dans d'autres zones géologiquement actives.

  • Pourquoi les continents sont-ils principalement constitués de roches granitiques et les bassins océaniques principalement de roches basaltiques ?
  • Pourquoi les roches des bassins océaniques ont-elles presque exclusivement moins de 200 millions d'années alors que les roches des continents ont jusqu'à 4 milliards d'années ?
  • Qu'est-ce qui induit des déplacements horizontaux et verticaux importants des roches, donnant ainsi lieu au cycle rocheux complexe décrit ci-dessus ?

Comprendre les réponses à ces questions nécessite l'étude de la tectonique des plaques, qui est le paradigme ou la théorie qui est à la base de nombreuses sciences de la Terre.

Tectonique des plaques - la théorie selon laquelle la surface de la Terre est composée d'une mosaïque de plaques rigides qui sont en mouvement relatif.

Le mouvement des plaques à la surface de la Terre influence de nombreux processus planétaires importants, notamment le volcanisme, le climat, les tremblements de terre et l'évolution. Comprendre cette théorie simple aide ainsi à d'importants processus géologiques, biologiques et atmosphériques, qui ont tous une certaine interaction avec la géologie environnementale et en particulier les risques naturels.

Des observations simples qui suggèrent que la surface de la terre est dynamique.

    La Terre a une remarquable distribution double (bimodale) des hauteurs de surface. Les continents ont une altitude moyenne d'environ 2500 pieds au-dessus du niveau de la mer, et le fond de l'océan a une profondeur moyenne de plus de 5000 pieds. Le fond de l'océan n'a jamais plus de 200 millions d'années, alors que les roches continentales peuvent être jusqu'à

Tremblement de terre - énergie libérée lors de la rupture fragile de la croûte terrestre ou du manteau.

Lors d'un séisme, deux morceaux de la croûte se déplacent soudainement l'un par rapport à l'autre le long d'une faille. Ainsi, des séismes répétés peuvent provoquer un mouvement important de la croûte d'un côté d'une faille par rapport à la croûte de l'autre côté.

Les tremblements de terre montrent un schéma frappant - dans les bassins océaniques, presque tous les tremblements de terre sont concentrés dans des zones curvilignes étroites qui ont tendance à se connecter et à former un réseau mondial. Entre ces zones sismiques, peu ou pas de séismes se produisent sur plusieurs milliers de kilomètres. Les tremblements de terre représentent le mouvement de la croûte terrestre, ainsi, la coquille cassante externe de la terre, la croûte, a tendance à être divisée en grandes zones à action rigide qui se déplacent par rapport à d'autres zones rigides le long de zones de faille étroites entre elles. La déformation de la croûte terrestre a tendance à se concentrer le long des limites entre les grandes plaques crustales qui ne se déforment pas à l'intérieur. Les tremblements de terre sur les continents sont souvent plus répartis que dans la croûte océanique, mais ont néanmoins tendance à se concentrer dans des zones plutôt qu'à être répartis de manière aléatoire. Les zones de faille séparant les grandes régions sans tremblement de terre de la croûte terrestre sont appelées limites de plaques et les régions sans tremblement de terre sont appelées plaques.

La surface géologiquement active de la terre reflète son intérieur en convection active. L'intérieur peut être considéré comme un énorme moteur thermique qui doit déplacer la chaleur du noyau vers la surface plus froide.

APERÇU 2 - Coupe transversale de la Terre

  • Rayon - 3960 miles ou 6370 km de la surface au centre.
  • Température du noyau - connue de manière imprécise, mais pas plus chaude que 7300 degrés centigrades et pas plus froide que 5500 degrés centigrades.
  • Chimiquement, l'intérieur est composé d'une croûte, d'un manteau, d'un noyau externe et d'un noyau interne.
    • Croûte - couche externe cassante - principalement des silicates - 5 à 70 km d'épaisseur, moyenne de 35 km.
    • Manteau - contient la majeure partie du volume de la terre, s'écoule lentement au cours du temps géologique - principalement des silicates, épaisseur de 2900 km.
    • Noyau externe - 2100 km d'épaisseur - fer liquide, éventuellement avec un peu de soufre
    • Noyau interne - fer en grande partie solide - environ 1400 km d'épaisseur. Plus chaud que le noyau externe, mais solide en raison d'une pression plus élevée.

    Cette vision de la Terre était largement connue dans les années 1940 grâce aux études des sismologues sur les ondes sismiques traversant la Terre. La nécessité de transporter la chaleur du noyau chaud vers la surface froide oblige le manteau à se convection (c'est-à-dire à baratter) dans de grandes cellules. Les plaques peuvent être considérées comme une couche mince et solidifiée au-dessus de grandes cellules de convection de matériau chaud et fluide du manteau. Les continents flottants restent au sommet de ces cellules de convection. Les plaques se déplacent donc parce que le manteau sous elles se déplace en transportant la chaleur vers l'extérieur du noyau.

    IV. Types de limites de plaques

    Les limites des plaques font référence aux zones où les plaques glissent les unes au-dessus des autres, au-dessous ou à l'écart. La plupart des objets qui entrent en collision avec quelque chose d'autre sont endommagés à ou près de leur point de contact, mais sont intacts et non perturbés à mesure que l'on s'éloigne du point de collision. Les plaques de la Terre sont similaires à certains égards. La déformation a tendance à se concentrer le long des limites des plaques. Loin des limites des plaques, on voit peu ou pas de déformation active. Suggère que les intérieurs des plaques se comportent de manière rigide au cours du temps géologique. Les limites entre les plaques sont ainsi facilement définies en recherchant des preuves de déformation active.

    Les limites des plaques se composent de trois membres d'extrémité :

    • Transcurrent or strike-slip - Two plates slide past each other parallel to their boundary. Examples - oceanic transform faults and the San Andreas fault
    • Divergent - Two plates move away from each other, creating a void that is typically filled by hot upper mantle. Examples - seafloor spreading centers and the East African rift system.
    • Convergent - Two plates colliding with each other. Convergence can be accommodated as follows:
      • 1) Subduction of one plate beneath the other into the mantle, creating a subduction zone.
      • 2) Overriding of one plate on top of the other or crumpling of one or both plates, resulting in a mountainous region such as the Himalayan mountain belt.
      • 3) Lateral escape - Crust caught in a zone of collision between two plates often escapes by moving sideways (laterally) out of the collision zone.

      V. Multi-disciplinary evidence for plate tectonics

      VI. Putting it all together

      Most striking evidence for plate tectonics comes from ocean basins, which were largely unexplored until during and after World War II. Intensive mapping of the seafloor showed that the ocean basins contained an extensive, inter-connected set of sub-surface ridges or mountains that extended around the globe. These ridges had a number of peculiar features.

      • (1) They were offset by long, nearly linear faults, giving rise to a pattern similar to that on an alligator's hide.
      • (2) The seafloor on either side of a high-standing ridge subsided symmetrically across the ridge, and had a regularly-observed pattern of subsidence for all spreading ridges.
      • (3) In the Atlantic basin, the Mid-Atlantic ridge nearly perfectly bisected the ocean basin - which seems highly unlikely if it were by chance alone.
      • (4) Ridges also tend to have symmetric pattern of linear magnetic anomalies locked into seafloor on either side. We now recognize these ridges as places where new seafloor is created in the void left between plates that diverge from each other. Thus, as two continents move away from each other, new seafloor forms in between, giving rise to an ocean basin.

      How fast do plates move? As slow as a few mm/yr to as fast as 160 mm/yr. Doesn't sound like much, but since plates continue moving over 10-100 Myr time scales, total displacements can reach more than several thousand kms (enough to create the entire Atlantic ocean basin).


      Chapter 9 - Active Tectonics and Geologic Setting of the Iranian Plateau ☆

      The first step in earthquake disaster risk minimization is built on the knowledge and understanding of the geological setting, active tectonics, and seismicity of a region. This short chapter builds the foundation for studying and analyzing the coseismic surface faulting on the Iranian Plateau and the seismic risk. It covers the main characteristics of the: (i) tectonic context of the nine main structural provinces of the Iranian Plateau (ii) tectonic evolution of the Iranian Plateau since the late Neoproterozoic (iii) Neogene regional change in kinematics (iv) active tectonics (v) present-day GPS-based deformation and (vi) seismicity of different structural provinces of the Iranian Plateau.


      What are the Two Main Geological Processes of the Development of the Surface Globe?

      It is an established fact that the development of the surface globe is mainly due to the complex interaction of atmospheric processes, rocks, ocean waters and living surface of the earth is a zone where the rocks uplifted by forces come into contact with the atmosphere and hyi they are subjected to a range of processes powered by Sun.

      The processes which have been playing dominant the surface of the earth are both constructive as well as nature. All the geological processes can be conveniendy two categories viz. endogenous and exogenous processes.

      1. Endogenous processes

      These are also known as hypogene processes. These are the processes of internal origin. In other words, a process which originates within the earth’s crust is termed endogenous. These processes take place inside the globe and are governed by forces inherent in the earth and affected little by external influences.

      These processes cause phenomena, like earth­quakes, emergence and development of continents, ocean troughs and mountain ridges, generation of volcanic activity, metamorphism of pre- existing rocks, deformation and movement of the earths crust both vertically and laterally etc.

      The geomorphic features produced by these processes provide the setting for exogenous processes to operate upon. All features which owe their origin to an endogenous process are invariably modified by exogenous processes.

      The endogenous processes are mostly caused by the thermal energy of the mantle and the crust. This thermal energy is derived from the decay and disintegration of the radioactive elements and from gravitational differentiation in the mantle. Some of the important en­dogenic processes and their role in the evolution of land forms are as described below:

      (i) Earthquakes

      It is a form of energy of wave motion trans­mitted through the surface layers of the earth, ranging from a faint tremor to a wild motion capable of shaking builidings apart and causing gaping fissures to open up in the ground. The earthquakes are mostly produced due to underground dislocation of rocks.

      (ii) Tectonic movements

      Tectonic movement of earth’s crust are of various forms and are characterized by great com­plexity. In the course of geological history of the earth’s crust, the rocks have been crumpled into folds, thrust over one another, broken up etc. giving rise to mountains, ridges, ocean trough and other landforms.

      The tectonic process of elevating or building up portions of the earth’s surface is called diastrophism, which prevents the exogenous proc­ess from ultimately reducing the earth’s land areas to sea- level. It is of two types viz. (a) Orogeny and (b) Epeirogeny.

      While ‘Orogeny’ refers to mountain-builiding activities with deformation of the earth’s crust, Epeirogeny refers to reg­ional uplift with marked deformation.

      The lateral displacement of the crustal blocks are manifested in the phenomenon like continental drift, ocean floor, spreading etc.

      (iii) Volcanism

      It is the phenomenon in which matter is trans­ferred from the earth’s interior and erupted onto its surface. It is one of the important manifestations of the dynamic nature of the earth. The process of effusion of magmatic material on to the surface of the earth, thus forming various volcanic structures and/ or flowing over the surface, is called volcanism.

      Sometimes the magma on its way upward does not reach the surface and cools at various depths giving rise to magmatic bodies of irregular form, which are called intrusives or plutons.

      The phenomenon is known as Intrusive magmatism Even though the intrusions are not directly responsible for topographic features their existence in the upper crust of the earth may affect to a great extent the topographic features of the area formed by exogenous processes.

      (iv) Matamorphism

      According to Turner & Verhoogen (Igne­ous and Metamorphic Petrology, New York, Mc Graw Hill Book Co. 1960) “the mineralogical and structural adjustments of solid rocks to physical and chemical conditions which have been imposed at depths below the surface zones of weath­ering and cementations and which differ from the con­ditions under which the rocks in question originated” is known as metamorphism.

      Metamorphism involves the transformation of pre-existing rocks into new types by the action of temperature, hydrostatic as well as directed pressure and chemically active fluids. The main feature of the metamorphic processes is that the changes are iso-chemical and take place in solid state.

      2. Exogenous processes

      These are the processes of external origin or, in other words, the processes derive their energy from sources external in relation to the earth viz. (i) energy from the sun which causes differential heating of the atmosphere giving rise to differences in pressures that make the wind to blow, sun’s energy drives the hydrological cycle which involves the transfer of moisture from water bodies to atmosphere to land again to ocean etc.

      (ii) the force of gravity, (iii) the activity of organisms etc. Thus the exogenous processes are closely linked with the role of various external agents such as weathering, blowing wind, running water, underground – water, waves and currents in water bodies, (seas and oceans), glaciers etc. on the surface of the earth.

      Since these processes are restricted to the surface of the earth, they are called epigene processes. These processes constitute a very complex sum of mutually dependent changes i.e. all the exogeneous processes are in­volved with each other.

      The exogenous processes act on the landforms to break up the rocks (weathering), to wear down the surface and carve out valley features (erosion) and the products of destruction are either dislocated under the influence of the force of gravity or are carried away by the blowing wind, flowing waters, moving glaciers etc. to lower areas like lakes, seas, oceans etc. where deposition takes place.

      The term Denudation is used for the total action of all processes by which the exposed rocks of the continents are worn away and the resulting sediments are transported to suitable areas for deposition. Thus denudation is an overall lowering of land surface.

      The exogenous processes tend to remove all the unevenness on the surface of the earth. As we know, the unevenness of the earth’s surface is developed due to crustal movement, unequal erosion and deposition.

      The process by which the earth’s surface irregularities are removed and a level surface is created, is known as gradation. All gradation-processes are directed by gravity. The processes of grada­tion arc divisible into two major categories viz. Degradation and Aggra­dation.

      Degradation is the process in which material from the high lands are removed by the geomorphic agents as a result of which the altitude of the highlands are reduced. Degradation of the earth’s surface is mainly carried out through :

      Weathering is the process of mechanical disintegration and chemi­cal decomposition of the rocks at the earth’s surface, under the influence of factors like temperature fuctuqtions, water, oxygen, carbon-dioxide

      (i) collecting together of the loose material produced by weath­ering.

      (ii) wearing down the surface and carve out valley features which is commonly known as abrasion or corrasion.

      (iii) mechanical wear and tear of the transported materials while they are in transit by the geomorphic agents, and

      Aggradation is the process of deposition of sediments. As we know, under favourable conditions, when the transporting agents lose their carrying power, the transported materials get deposited, sometimes in the sea, sometimes on the land.

      Thus the low lying tracts are gradually filled up through deposition of sediments by running water, ground water, wind, glaciers, wave, currents, tides in seas, oceans etc.

      (v) chemical solution through the dissolving power of the geo­morphic agents like river-water, sub-surface water etc, which is also known as Corrosion.

      Thus, in the nature the process of gradation is considered as a three-fold process because the earth’s surface is first decayed and eroded, secondly the products of the decay and erosion are transported and finally the transported materials are deposited in low lying areas.

      The geological processes, as already indicated, play significant roles in shaping the surface of the earth. The details of the role played by each individual geomorphic agent are discussed in separate chapters of this book.


      The Southern Granulite Terrane

      2.7.2 Cauvery Suture Zone

      The CSZ has been described as the Gondwana suture zone and as a trace remnant of the Mozambique Ocean. Field relations, lithological assemblages including ophiolites, petrographic investigations, and geochemical characteristics reveal that the rocks of the CSZ are related to suprasubduction zone setting related to the opening and closure of Mozambique Ocean and their higher degree of mantle melting. The CSZ comprises north-verging frontal thrusts and complementary south-verging back thrusts making the CSZ as crustal-scale “flower structure” suggesting transpressional tectonic regimes and collisional processes akin to modern collisional belts ( Fig. 2.46 ). Recently, remnants of oceanic crust within the CSZ were also reported suggesting two events of subduction–accretion events: one at the Neoarchean-Paleoproterozoic boundary, and the other at the Precambrian-Cambrian boundary.

      Figure 2.46 . A 3D cartoon showing the “flower structure” across the CSZ.

      Adapted from Chetty, T. R. K. Contrasting deformational systems and associated seismic patterns in Precambrian peninsular India, Current Science, 90, 7, 2006, 942-951.

      Based on geochemical and isotopic systematics, a possible petrogenetic model suggests asthenospheric upwelling in an extensional setting, melting of enriched lithosphere and intersection of magmas with lower crustal domains with subduction related components of various ages ( Santosh et al., 2014b ). All the above studies confirm a Neoarchean-early Paleoproterozoic subduction system at the southern margin of the Dharwar craton, the remnants of which were incorporated within a chaotic mélange of the Neoproterozoic suture of CSZ ( Chetty et al., 2016 ). Euhedral zircons with magmatic cores from the Banded Iron Formations from the CSZ yielded 206 Pb/ 238 U age of 760±16 Ma probably marking the turning point from passive margin to active margin in the Wilson cycle and the construction of an arc-trench system with a southward subduction polarity ( Sato et al., 2011b ). The timing of the HP-UHT metamorphism in the CSZ and the MGB is constrained to be during 550–500 Ma. ( Plavsa et al., 2015 ).


      Glaciers

      • by converting snow to ice to "firn" to glacial ice
      • when accumulation exceeds ablation (melting).
      • Slope angle and face
      • Latitude
      • Insolation amount and angle
      • Regional airmasses
      • Élévation
      • Other local or regional factors
      1. Alpine glaciers which occur in mountains.
      2. Continental glaciers, ice caps, ice shelves and ice sheets which occur on depressed landmasses.
      • Warm glaciers where water can and does flow, and
      • Cold glaciers where free-flowing water is rare or nonexistent.
      • Basal slip causes whole glacier to slip forward
      • Plastic flow results from snow moving within the glacier down the gravity gradient.
      • Irregular ground topography results in the glacier forming crevasses, loose blocks and ice falls.
      • Surges and avalanches can move large amounts of material quickly.
      • Climate
      • Angle of land below glacier
      • Thickness of glacier
      • Antartica movement of about 2 meters per day has been recorded
      • Historic glaciers of Illinois moved an average of 2 centimeters per month.
      • Where ice is bent, undercut or suddenly unconstrained, crevasses may form.
      • Where the land rises up, the ice may be constrained and possibly melted by insolative gain from the exposed land surface.
      • Where the land meets a lake or the sea, ice sheets may form over the water forming ice shelves which calve off icebergs and floes.
      • The snow line separates the accumulation zone from the ablation zone. It can be imaged on satellite photos and measured from year to year to measure the health of the glacier.
      • Tributary glaciers feed into main glaciers.
      • Loose rock is plucked and carried, possibly causing striations to underlying rock.
      • Alpine glaciers slowly carve
        1. aretes
        2. horns, ex. The Matterhorn ("the mother of all horns") in Switzerland.
        3. cirques and
        4. truncated spurs.
      • After melting, tarn and pater noster lakes may form in old cirques, hanging valleys and plunging waterfalls reveal the path of tributaries.
      • Glaciers carve U-shaped valleys like Yosemite in California.
      • If the valleys are flooded by the sea, we call them "fjords." The Hudson River Valley up to the Tappan Zee Bridge is a fjord.
      • Deep gouges caused by continental glaciers fill with water and produce deep lakes like NY Finger Lakes and the midcontinental Great Lakes.

      Glacial deposits ("drift") are divided into two categories:


      Voir la vidéo: Anunnakilerin Dünyaya Nezaman Geleceği Hakkındaki Teoriler ve Niburu Nemesis Bağlantısı