Magnitude | Observaterre (2024)

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La magnitude représente la taille du séisme. Elle traduit la quantité d’énergie libérée sous forme d’onde sismique. Elle est calculée à partir de l’analyse du signal enregistré par des sismomètres.
La magnitude est une fonction continue qui peut être négative ou positive et qui, en principe, n’a pas de limite. En réalité, sa valeur minimale est liée à la sensibilité des sismomètres. Actuellement un sismomètre très sensible peut enregistrer une magnitude de l’ordre de -2, équivalente à l’énergie dégagée par la chute d’une brique d’un kilo sur le sol depuis une hauteur d’un mètre. Sa valeur maximale est liée à la limite de résistance de la croûte terrestre aux contraintes créées par le déplacement des plaques tectoniques, mais aussi à la longueur maximale d’une faille susceptible de se fracturer d’un seul coup. Les séismes de magnitude supérieure à 9 sont très rares.
Il existe différentes échelles de magnitude. La plus connue, bien qu’elle soit progressivement abandonnée, est celle de Richter (proposée en 1935). Les échelles de magnitude sont logarithmiques, c’est-à-dire qu’un séisme de magnitude 5 génère, à la même distance, un mouvement du sol dix fois plus grand qu’un séisme de magnitude 4, et l’énergie libérée est environ trente fois plus grande. Un séisme de magnitude 5 correspond à peu près à l’énergie dégagée par la bombe nucléaire qui détruisit Hiroshima.

Les différentes échelles de magnitude :

• Magnitude locale (Ml) de Richter : utilisée pour des séismes proches, dits séismes locaux ou régionaux (distance séisme-station inférieure à ~1000km). Elle est définie à partir de l’amplitude des ondes S modulée par la distance épicentrale.
• Magnitude MLv : Magnitude locale calculée sur la composante verticale du sismogramme uniquement.
• Magnitude des ondes de surface (Ms) : utilisée pour les séismes lointains, dits téléséismes (distance séisme-station supérieure à ~3000km), dont la profondeur est inférieure à 80km. Elle se calcule à partir de l’amplitude des ondes de surface (ondes de Rayleigh) ayant des périodes autour de 20 secondes.
• Magnitude des ondes de volume (Mb) : définie pour tous les téléséismes et en particulier pour les séismes profonds, car ceux-ci génèrent difficilement des ondes de surface. Elle est calculée à partir de l’amplitude des ondes P.
• Magnitude de durée (Md) : Elle est définie à partir de la durée du signal. Elle est utilisée pour des séismes proches, principalement quand les stations sont mal calibrées.
• Magnitude de moment (Mw). Elle est calculée à partir des sismogrammes et basée sur un modèle physique de source sismique. Sa valeur est directement reliée au moment sismique (défini par la rigidité du milieu, le déplacement moyen sur la faille, et la surface de celle-ci). C’est la magnitude la plus utilisée de nos jours pour les séismes modérés et forts (M>4.5).
• Le calcul de la magnitude d’un séisme peut nécessiter plusieurs corrections tenant compte du type de sismomètre utilisé, de la distance entre le séisme et la station d’enregistrement, de la profondeur du séisme, de la nature du sous-sol où se trouve la station d’enregistrement… Ces corrections permettent de calculer partout dans le monde à peu près la même magnitude pour un même évènement. Malgré tout, les différentes estimations peuvent varier de quelques dixièmes (jusqu’à 0.5 point) pour un même séisme.

Quelques précisions :

• La magnitude est une valeur associée uniquement au séisme tandis que l’intensité est dépendante du lieu d’observation,
  il n’existe pas de relation directe entre magnitude et intensité. Deux séismes de même magnitude peuvent donner en surface des intensités différentes, même s’ils ont lieu à la même distance,
• Les magnitudes Ml, Ms, Mb et Md n’ont pas d’unité car elles sont basées sur des échelles sans dimensions. Seule la magnitude Mw a une valeur physique et s’exprime en Newton mètres.