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Que mesure la magnitude ?

La magnitude mesure l’énergie libérée par un séisme et permet d'évaluer sa puissance. Plus un séisme libère de l'énergie, plus sa magnitude est élevée. Cette grandeur physique fut utilisée pour la première fois en 1935 par le sismologue américain, Charles F. Richter, qui étudiait les séismes californiens. Pour évaluer la magnitude, il prenait en compte l'amplitude maximale de la secousse sismique enregistrée par un sismographe et la distance à l'épicentre.

La magnitude est une grandeur physique complexe à appréhender car elle suit une fonction mathématique logarithmique et ne présente ni échelon (encore moins de degrés), ni limite supérieure ou inférieure. Quelques exemples concrets permettent toutefois de mieux cerner ce que représente la magnitude :
  • une charge explosive d'un kilogramme de dynamite représente une magnitude de 0 (une magnitude peut même être négative!)
  • un séisme de magnitude 6 libère une énergie équivalente à l'énergie libérée par l'explosion de la bombe atomique Hiroshima.
  • accroître la magnitude de 1 (par exemple de 6 à 7) équivaut à multiplier par 30 l’énergie libérée. Ainsi, lors du séisme de magnitude 9.0 survenu au Japon le 11 mars 2011, une énergie équivalente à l'explosion de 30.000 bombes atomiques (type Hiroshima) a brutalement été libérée à 24 km de profondeur !
  • à ce jour, le séisme le plus puissant (période instrumentale) s'est produit au Chili en 1960 et avait une magnitude de 9.5.
  • on considère que la magnitude 10 est probablement la plus forte que l’on puisse rencontrer sur Terre compte tenu de la taille des plaques tectoniques.
La puissance d'un séisme est aussi caractérisé par la longueur de la faille qui entre en jeu. Les sismologues ont pu établir la relation entre la magnitude et les caractéristiques de la rupture d'une faille : plus la faille cède sur une longue distance, plus la magnitude du séisme est élevée. Par exemple, la rupture d'une faille sur 10 kilomètres libère, en à peine trois secondes, une énergie évaluée à magnitude 6 et engendre un déplacement relatif de blocs rocheux de 20 cm.
Les différentes mesures effectuées lors du séisme du Japon du 11 mars 2011 (M=9.0) ont révélé qu'une faille avait rompu sur 1000 km (durée 2 à 3 minutes) et son glissement avait avoisiné les 25 mètres.

Relation entre magnitude et les caractéristiques de rupture de faille.
Magnitude Énergie libérée Durée de la rupture (en sec) Valeur moyenne du déplacement Longueur moyenne de la faille Nombre de séismes par an
9 E x 305 250 10 – 20 m 500 – 800 km 1 tous les 10 ans
8 E x 304 85 5 – 10 m 200 – 250 km 1
7 E x 303 15 1 – 2 m 40 - 50 km 10
6 E x 302 3 20 - 50 cm 10km 100
5 E x 30 1 5cm 3km 1000
4 E 0,3 2cm 1km 10000


Depuis Richter, les appareillages sismologiques se sont perfectionnés. Il existe à présent plusieurs manières d’estimer la magnitude. Ainsi, les sismologues et géophysiciens mesurent plusieurs magnitudes. ML : magnitude locale, c’est la magnitude « originelle » de Richter ; MS : magnitude calculée à partir des ondes de surface ; MD : magnitude calculée à partir de la durée d’une séisme, etc.. Pour les plus gros séismes, la magnitude la plus représentative de l’énergie effectivement libérée est la magnitude dite de « moment » ou de Kanamori : MW.