Qu’est-ce que la magnitude d’un séisme ?

Le journaliste : Qu’est-ce que la magnitude sur l’échelle de Richter ?
Le professeur : Cette notion a été introduite en 1935 par l'Américain Charles Richter qui travaillait sur les tremblements de terre californiens et qui cherchait à estimer l'énergie libérée au foyer pour pouvoir comparer les séismes entre eux. Il s’agit donc d’une valeur propre au séisme, indépendante du lieu d'observation, des dommages causés et des témoignages de la population.

Le journaliste : On parle de degrés sur l’échelle de Richter. Qu’est-ce que cela signifie ?
Le professeur : La magnitude de Richter n'est pas une échelle en degrés mais une fonction continue, qui peut être négative ou positive et qui, en principe n'a pas de limite. Mathématiquement, c'est une fonction logarithmique basée sur la mesure de l'amplitude maximale des ondes sismiques sur un sismogramme. La magnitude est définie comme le logarithme décimal de cette valeur ; ce qui signifie que lorsque l'amplitude varie d'un facteur 10, la magnitude change d'une unité.

Le journaliste : Vous me surprenez ! J’avais entendu dire qu’il y avait 9 degrés sur l’échelle de Richter !
Le professeur : En réalité, la valeur minimale de la magnitude est liée à la sensibilité du sismomètre. Un appareil très sensible peut enregistrer une magnitude de l'ordre de -2, équivalente à l'énergie dégagée par la chute d'une brique sur le sol d'une hauteur de 1 mètre. Sa valeur maximale est liée à la résistance de la lithosphère aux forces tectoniques et à la longueur maximum de la faille susceptible de se fracturer d'un seul coup. La magnitude 10 semble être une limite raisonnable compte tenu de la solidité des roches et de la fragmentation des failles. C'est pourquoi on entend parfois parler des 9 degrés de l'échelle de Richter.

Le journaliste : C’est donc une mesure un peu empirique puisqu’elle dépend du sismomètre !
Le professeur : En vérité, l'échelle de Richter est une échelle dépassée et uniquement adaptée aux tremblements de terre californiens. Les magnitudes habituellement citées de nos jours sont en fait des magnitudes de moment (Mw) ; elles sont particulièrement bien adaptées aux gros séismes.

Le journaliste : vous pouvez préciser ?
Le professeur :L'échelle de magnitude de moment est une échelle logarithmique introduite en 1979 par Hanks et Kanamori. La magnitude de moment, notée Mw, est calculée à partir d'un modèle physique de source sismique. C’est un nombre sans dimension défini par : Mw= (2/3)x(log10(Mo)-6). Les constantes de la formule ont été choisies pour coïncider avec l'échelle de Richter pour les petits et moyens séismes. Dans la formule, M0 désigne le moment sismique en newton.mètre (N.m) qui dépend des contraintes de la source sismique (rigidité, surface rompue …)

Le journaliste : y a-t-il un rapport entre l’énergie libérée lors d’un séisme et la magnitude de moment Mw?
Le professeur : Oui, l’énergie Es rayonnée par les ondes sismiques est proportionnelle au moment sismique M0. Comme M0= 10 ^3x(Mw-6)/2, on peut facilement calculer le rapport entre l’énergie libérée par deux séismes dont on connaît la magnitude de moment Mw ! Par exemple, on peut montrer qu'un séisme de magnitude 7 libère à lui seul autant d'énergie qu'une trentaine de séismes de magnitude 6.