20Les séismes

Le matin du 26 décembre 2004, sous la mer, au large de la pointe nord-ouest de Sumatra, en Indonésie, les roches se sont rompues le long d’une faille : ce fut l’un des plus grands séismes jamais mesurés. Sur la côte voisine de Sumatra, la mer s’est soulevée en vagues hautes de $51\,\mathrm{m}$, qui ont déferlé jusqu’à $5\,\mathrm{km}$ à l’intérieur des terres. Dans les heures suivantes, les vagues ont traversé l’océan Indien et frappé les côtes de quinze pays, jusqu’en Afrique. Environ 230 000 personnes sont mortes. Il n’existait alors aucun système d’alerte dans l’océan Indien.

Comment les roches se rompent-elles ? Comment les scientifiques trouvent-ils, en quelques minutes, où un séisme a frappé et quelle était sa taille ? Et pourquoi la mer, des heures plus tard, s’est-elle soulevée sur des côtes où personne n’avait rien senti ?

Tu sais déjà

Un séisme est une secousse soudaine du sol, causée par des roches qui se rompent et glissent, en profondeur (Chapitre 8). L’enveloppe externe de la Terre est faite de plaques, et 92 % des grands séismes se produisent à moins de $300\,\mathrm{km}$ d’une limite de plaques (Chapitre 18). Quand un séisme frappe, des ondes traversent les roches de toute la Terre : une sorte plus rapide (les ondes P) et une sorte plus lente (les ondes S) ; en mesurant leurs temps de parcours, les scientifiques ont découvert le noyau (Chapitre 16).

20.1 Des roches qui se rompent

Les plaques se déplacent de quelques centimètres par an, mais leurs bords sont rugueux : ils restent collés l’un à l’autre pendant que le reste des plaques continue d’avancer. Les roches proches du bord se courbent un peu, comme une règle que l’on pousse par les deux bouts, et accumulent de l’énergie. Quand la poussée finit par vaincre le frottement, les roches se décollent d’un coup et glissent : ce glissement soudain, c’est le séisme.

Définition 20.1 (Faille)

Une faille est une cassure dans les roches le long de laquelle les deux blocs situés de part et d’autre se sont déplacés l’un par rapport à l’autre. Pendant un séisme, les blocs glissent brusquement le long de la faille ; plus la faille et le glissement sont grands, plus le séisme est fort.

Une limite de plaques est faite de nombreuses failles, et la plupart des séismes du monde s’y produisent. Mais il existe aussi des failles à l’intérieur des plaques, et certaines peuvent rompre elles aussi. Quand une grande faille rompt près de la surface, le glissement se voit sur le sol : une marche dans un champ, une route coupée en deux, une clôture ou une rangée d’arbres décalée de côté.

Définition 20.2 (Foyer et épicentre)

Le foyer d’un séisme est l’endroit, en profondeur, sur la faille, où le glissement commence. L’épicentre est le point de la surface de la Terre situé juste au-dessus du foyer.

Le foyer se trouve souvent à quelques kilomètres ou à quelques dizaines de kilomètres de profondeur. Sur les 7 031 séismes de magnitude 6 ou plus enregistrés entre 1976 et 2025, 5 561 — soit 79 % — avaient leur foyer à moins de $70\,\mathrm{km}$ de profondeur. Mais 483 ont commencé à plus de $300\,\mathrm{km}$ de profondeur, et le plus profond à $688\,\mathrm{km}$ : ces séismes profonds se produisent là où une plaque s’enfonce sous une autre, à l’intérieur de la plaque qui s’enfonce.

Un grand séisme arrive rarement seul. Il est souvent suivi, au même endroit, de séismes plus petits, les répliques, pendant des semaines, des mois, et même des années. Parfois, de plus petits séismes le précèdent, mais personne ne peut savoir que c’étaient des avertissements avant que le grand séisme ne se soit produit : les scientifiques ne savent pas prévoir les séismes. Ils peuvent seulement dire quelles failles rompront de nouveau un jour, et aider les gens à se préparer.

20.2 Enregistrer un séisme

Définition 20.3 (Sismomètre et sismogramme)

Un sismomètre est un instrument qui enregistre les secousses du sol. Son enregistrement, une ligne ondulée tracée en fonction du temps, est un sismogramme.

Le principe d’un sismomètre est simple. Un bâti est solidement fixé au sol ; une lourde masse y est suspendue par un ressort. Quand le sol tremble, le bâti tremble avec lui, mais la lourde masse, tenue seulement par son ressort, reste presque immobile. L’instrument enregistre le mouvement du bâti par rapport à la masse immobile : c’est le mouvement du sol. Sur le dessin ci-dessous, un stylet fixé à la masse le trace sur un papier enroulé autour d’un tambour qui tourne.

À quelle distance était le séisme ?

Un sismogramme en dit plus que « le sol a tremblé ». Les ondes les plus rapides arrivent toujours les premières, et les plus lentes après. Près du foyer, elles arrivent presque ensemble ; loin du foyer, les ondes lentes prennent de plus en plus de retard, de même que, pendant un orage, le tonnerre suit l’éclair avec d’autant plus de retard que l’orage est loin. Le décalage entre les deux arrivées donne donc la distance du séisme.

Combien de kilomètres pour chaque seconde de décalage ? Cela dépend des vitesses des deux ondes dans les roches qu’elles traversent. Avec les vitesses du modèle de référence de la Terre (Chapitre 16), chaque seconde de décalage correspond à environ $7\,\mathrm{km}$ dans la croûte supérieure et $9\,\mathrm{km}$ dans la croûte inférieure. Dans les exercices de ce chapitre, nous utilisons la valeur ronde de $8\,\mathrm{km}$ par seconde.

Méthode 20.4 (Trouver l’épicentre avec trois stations)

1. Sur le sismogramme de chaque station, lis le décalage entre l’arrivée des ondes rapides et l’arrivée des ondes lentes.
2. Transforme chaque décalage en distance (ici : $8 \times$ le décalage en secondes, en kilomètres).
3. Sur une carte, trace autour de chaque station un cercle dont le rayon est sa distance. L’épicentre se trouve quelque part sur chaque cercle.
4. Avec deux cercles, il y a en général deux points possibles ; le troisième cercle ne passe que par l’un d’eux : c’est l’épicentre.

Exemple 20.5 (Trois cercles)

Trois stations enregistrent le même séisme. Les décalages sont de $10\,\mathrm{s}$ à la station M1, $11.25\,\mathrm{s}$ à M2 et $9.75\,\mathrm{s}$ à M3. Les distances sont $8 \times 10 = 80\,\mathrm{km}$, $8 \times 11.25 = 90\,\mathrm{km}$ et $8 \times 9.75 = 78\,\mathrm{km}$. Les trois cercles, tracés ci-dessous, se coupent en un seul point : l’épicentre.

20.3 Quelle taille ? Magnitude et intensité

Deux nombres différents décrivent un séisme, et on les confond souvent.

Définition 20.6 (Magnitude)

La magnitude d’un séisme mesure sa taille : l’énergie libérée au foyer. On la calcule à partir des sismogrammes. Chaque séisme a une seule magnitude, écrite avec une décimale, comme 6.3 ou 9.1.

Définition 20.7 (Intensité)

L’intensité d’un séisme en un lieu décrit la force avec laquelle le sol y a tremblé, d’après ce que les gens ont ressenti et les dégâts qu’ils ont vus. On l’écrit en chiffres romains, de I (non ressenti) à XII (destruction totale). Un séisme a de nombreuses intensités : une différente en chaque lieu.

L’échelle des magnitudes monte vite. Chaque pas de 1 en magnitude correspond à des ondes environ 10 fois plus grandes sur le sismogramme et à environ 32 fois plus d’énergie libérée. Un séisme de magnitude 8 libère environ $32 \times 32 \approx 1000$ fois plus d’énergie qu’un séisme de magnitude 6.

Méthode 20.8 (Comparer deux magnitudes)

Pour comparer l’énergie de deux séismes, compte les pas entiers entre leurs magnitudes, et multiplie par 32 une fois par pas : 1 pas, 32 fois ; 2 pas, environ 1000 fois ; 3 pas, environ 32 000 fois.

Exemple 20.9 (Magnitude 9 et magnitude 7)

Le séisme de 2004 au large de Sumatra avait une magnitude de 9.1. Un séisme de magnitude 7.1 est plus petit de deux pas : il a libéré environ $32 \times 32 = 1024$, donc environ 1000 fois, moins d’énergie.

Les plus grands séismes jamais mesurés se sont tous produits là où une plaque s’enfonce sous une autre : magnitude 9.5 au Chili le 22 mai 1960, 9.2 en Alaska en 1964, 9.1 au large de Sumatra en 2004 et 9.1 au large du Japon le 11 mars 2011. Les grands séismes sont rares, et d’autant plus rares qu’ils sont grands, comme le montre le graphique : à chaque pas de magnitude en plus, environ dix fois moins.

L’échelle d’intensité n’a pas de formule : c’est une liste de ce qui se passe. Le tableau la donne en abrégé.

L’intensité est en général la plus forte près de l’épicentre, et elle diminue avec la distance. Mais elle dépend aussi du sol : la roche dure est celle qui tremble le moins, la boue molle celle qui tremble le plus. Une ville bâtie sur un sol mou peut être secouée plus fort qu’une autre ville, plus proche de l’épicentre mais bâtie sur la roche.

20.4 Les tsunamis

Définition 20.10 (Tsunami)

Un tsunami est une série de vagues marines déclenchée par un mouvement brusque du fond de la mer — en général un séisme sous la mer, parfois une éruption — qui peut traverser des océans entiers et inonder les côtes.

Quand une faille rompt sous la mer, le fond de la mer monte ou descend brusquement, et soulève ou abaisse toute la colonne d’eau qui le surmonte. L’eau s’étale en vagues. En plein océan, un tsunami surprend : il dépasse rarement un mètre de haut, et les navires ne le remarquent même pas quand il passe sous eux. Mais il est rapide : plus de $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, aussi vite qu’un avion de ligne. En arrivant en eau peu profonde, près de la côte, il ralentit jusqu’à 30 ou $50\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ — encore plus vite que n’importe quel coureur — et il grandit. La plupart des tsunamis font moins de $3\,\mathrm{m}$ de haut à la côte ; les plus grands dépassent $30\,\mathrm{m}$. La première vague n’est pas toujours la plus grande, et les vagues peuvent continuer d’arriver pendant des heures.

Exemple 20.11 (De Sumatra au Sri Lanka)

Colombo, la plus grande ville du Sri Lanka, est à environ $1830\,\mathrm{km}$ de l’épicentre du séisme de 2004. À $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, un tsunami parcourt cette distance en $1830 \div 800 \approx 2.3$ heures, soit environ 2 heures et 17 minutes. Personne au Sri Lanka n’a senti le séisme : la vague est arrivée sans autre avertissement que la mer elle-même.

Remarque 20.12 (L’avertissement que donne la mer)

Sur une côte, trois signes peuvent annoncer un tsunami : un séisme fort ou long ; la mer qui se comporte étrangement — une montée soudaine des eaux, ou l’eau qui se retire loin du rivage et découvre le fond, comme une marée très basse ; ou un grondement puissant venu de l’océan. Pendant la secousse, protège-toi comme tu l’as appris (baisse-toi, abrite-toi, agrippe-toi). Ensuite, n’attends pas d’alerte officielle : va aussi haut, ou aussi loin à l’intérieur des terres, que tu le peux, tout de suite. Un tsunami venu d’un séisme proche peut arriver en quelques minutes.

20.5 Exercices

Exercice 20.1 ★

Associe chaque mot à sa définition : faille ; foyer ; épicentre ; sismomètre ; magnitude ; intensité. (a) L’endroit, en profondeur, où le glissement commence. (b) La force avec laquelle le sol a tremblé en un lieu. (c) Une cassure dans les roches le long de laquelle les deux côtés se sont déplacés. (d) Le point de la surface situé au-dessus du foyer. (e) La taille d’un séisme, un seul nombre par séisme. (f) Un instrument qui enregistre les secousses du sol.

Solution

Solution de Exercice 20.1.

(a) foyer ; (b) intensité ; (c) faille ; (d) épicentre ; (e) magnitude ; (f) sismomètre.

Exercice 20.2 ★

Le foyer d’un séisme se trouve $30\,\mathrm{km}$ juste sous un village. (a) Où est l’épicentre ? (b) À quelle distance du foyer est le village ? (c) Un second village est à $40\,\mathrm{km}$ de l’épicentre. Son intensité sera-t-elle en général plus forte ou plus faible que dans le premier village ? Pourquoi ?

Solution

Solution de Exercice 20.2.

(a) Au village lui-même : l’épicentre est le point de la surface situé juste au-dessus du foyer. (b) $30\,\mathrm{km}$, à la verticale. (c) En général plus faible : la secousse s’affaiblit avec la distance. (Cela dépend aussi du sol : sur de la boue molle, le second village pourrait tout de même trembler fort.)

Exercice 20.3 ★

Magnitude ou intensité ? (a) « Le séisme a atteint 6.8. » (b) « Dans notre rue, toute la vaisselle est tombée et une cheminée s’est cassée. » (c) « C’était VI en ville et IV dans les villages des collines. » (d) « Il a libéré 32 fois plus d’énergie que celui de l’an dernier. »

Solution

Solution de Exercice 20.3.

(a) Magnitude (un nombre avec une décimale). (b) Intensité (ce qui a été vu en un lieu). (c) Intensité (chiffres romains, différents en deux lieux). (d) Magnitude : l’énergie libérée, un pas de magnitude de plus.

Exercice 20.4 ★

Vrai ou faux ? Corrige les phrases fausses. (a) Les scientifiques peuvent dire une semaine à l’avance quand un séisme va frapper. (b) En plein océan, un tsunami est un énorme mur d’eau. (c) Un séisme a une seule magnitude mais de nombreuses intensités. (d) La plupart des grands séismes se produisent près des limites de plaques.

Solution

Solution de Exercice 20.4.

(a) Faux : les scientifiques ne savent pas prévoir les séismes ; ils savent seulement quelles failles rompront de nouveau un jour. (b) Faux : en plein océan, un tsunami dépasse rarement un mètre de haut ; il grandit près de la côte. (c) Vrai. (d) Vrai : 92 % des séismes de magnitude 6 ou plus se produisent à moins de $300\,\mathrm{km}$ d’une limite de plaques.

Exercice 20.5 ★★

Utilise le graphique des séismes par an. (a) Environ combien de séismes de magnitude 6 à 6.9 se produisent en un an ? De magnitude 7 à 7.9 ? (b) Combien de fois les seconds sont-ils moins nombreux que les premiers ? (c) Additionne les trois barres à partir de 7 : environ combien de séismes de magnitude 7 ou plus se produisent en un an ? (d) Le graphique indique 0.04 par an pour une magnitude de 9 ou plus. Combien cela fait-il en 50 ans ?

Solution

Solution de Exercice 20.5.

(a) Environ 127 par an de magnitude 6 à 6.9 ; environ 13 de magnitude 7 à 7.9. (b) $126.7 \div 13.12 \approx 9.7$ : environ 10 fois moins. (c) $13.12 + 0.76 + 0.04 = 13.92$ : environ 14 par an. (d) $0.04 \times 50 = 2$ : deux en 50 ans (Sumatra en 2004 et le Japon en 2011).

Exercice 20.6 ★★

Utilise la méthode pour comparer des magnitudes. (a) Combien de fois plus d’énergie un séisme de magnitude 7 libère-t-il qu’un séisme de magnitude 6 ? (b) Et un séisme de magnitude 8, par rapport à un séisme de magnitude 6 ? (c) Combien de fois plus grandes sont ses ondes sur le sismogramme, à même distance, entre la magnitude 6 et la magnitude 8 ?

Solution

Solution de Exercice 20.6.

(a) Un pas : 32 fois. (b) Deux pas : $32 \times 32 = 1024$, environ 1000 fois. (c) Chaque pas rend les ondes 10 fois plus grandes : $10 \times 10 = 100$ fois plus grandes.

Exercice 20.7 ★★

Compte $8\,\mathrm{km}$ par seconde de décalage entre les ondes rapides et les ondes lentes. (a) Une station enregistre un décalage de $5\,\mathrm{s}$. À quelle distance était le séisme ? (b) Une autre enregistre $25\,\mathrm{s}$. (c) Un séisme a frappé à $120\,\mathrm{km}$ d’une station : quel décalage la station lira-t-elle ? (d) Pourquoi une seule station ne peut-elle pas dire où se trouve l’épicentre ?

Solution

Solution de Exercice 20.7.

(a) $8 \times 5 = 40\,\mathrm{km}$. (b) $8 \times 25 = 200\,\mathrm{km}$. (c) $120 \div 8 = 15\,\mathrm{s}$. (d) Une seule station donne seulement une distance, pas une direction : tous les points situés à cette distance forment un cercle autour de la station, et l’épicentre pourrait se trouver n’importe où sur ce cercle.

Exercice 20.8 ★★

Utilise le tableau des intensités. Donne l’intensité de chaque témoignage. (a) « Ressenti par presque tout le monde ; nous avons été réveillés et deux verres se sont cassés. » (b) « Seule ma grand-mère, qui se reposait à l’étage, l’a senti ; la lampe s’est balancée. » (c) « Des murs et des cheminées sont tombés ; plusieurs maisons se sont effondrées en partie. » (d) Le même séisme a donné les témoignages (a) et (c). Explique comment c’est possible.

Solution

Solution de Exercice 20.8.

(a) V. (b) II. (c) VIII. (d) L’intensité change d’un lieu à l’autre : le témoignage (c) vient d’un lieu proche de l’épicentre, ou bâti sur un sol mou ; le témoignage (a), d’un lieu plus éloigné, ou bâti sur la roche dure. Le séisme n’a toujours qu’une seule magnitude.

Exercice 20.9 ★★

Sur les 7 031 séismes de magnitude 6 ou plus de 1976–2025, 5 561 avaient leur foyer à moins de $70\,\mathrm{km}$ de profondeur. (a) Combien avaient un foyer plus profond ? (b) Quel pourcentage cela représente-t-il ? Arrondis à l’unité. (c) Les séismes profonds se produisent là où une plaque s’enfonce sous une autre. Explique pourquoi ils peuvent y commencer si profond.

Solution

Solution de Exercice 20.9.

(a) $7031 - 5561 = 1470$. (b) $1470 \div 7031 \approx 0.209$ : environ 21 %. (c) La plaque qui s’enfonce descend profondément dans le manteau. Elle est encore assez rigide pour se rompre : des séismes peuvent donc commencer à l’intérieur, à des centaines de kilomètres de profondeur.

Exercice 20.10 ★★

Malé, la capitale des Maldives, est à environ $2500\,\mathrm{km}$ de l’épicentre du séisme de 2004. (a) À $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, combien de temps le tsunami a-t-il mis pour l’atteindre ? Donne des heures et des minutes. (b) Combien de temps après Colombo (2 heures 17 minutes) est-il arrivé ? (c) Avec de tels délais, pourquoi un système d’alerte aurait-il pu sauver de nombreuses vies ?

Solution

Solution de Exercice 20.10.

(a) $2500 \div 800 = 3.125$ heures : 3 heures et $0.125 \times 60 = 7.5$ minutes, soit environ 3 heures 8 minutes. (b) 3 h 8 min $-$ 2 h 17 min $=$ 51 minutes plus tard. (c) La vague a mis des heures à arriver, alors qu’un grand séisme sous la mer est localisé en quelques minutes : une alerte aurait pu envoyer les gens sur les hauteurs bien avant l’arrivée de la vague.

Exercice 20.11 ★★★

Un tsunami traverse $400\,\mathrm{km}$ d’océan profond à $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, puis les $20\,\mathrm{km}$ d’eau peu profonde de la fin à $40\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$. (a) Combien de minutes met-il pour la partie profonde ? (b) Pour la partie peu profonde ? (c) Combien de temps dure tout le trajet ? (d) Qu’y a-t-il de surprenant dans tes réponses ? (e) Pourquoi la vague grandit-elle en ralentissant ?

Solution

Solution de Exercice 20.11.

(a) $400 \div 800 = 0.5$ heure : 30 minutes. (b) $20 \div 40 = 0.5$ heure : 30 minutes. (c) 60 minutes. (d) Les $20\,\mathrm{km}$ de la fin prennent autant de temps que les $400\,\mathrm{km}$ du début : la vague ralentit énormément en eau peu profonde. (e) L’avant de la vague ralentit tandis que l’eau qui le suit arrive encore vite : l’eau s’entasse, et la vague grandit.

Exercice 20.12 ★★★

(a) Combien de fois plus d’énergie un séisme de magnitude 9 libère-t-il qu’un séisme de magnitude 6 ? (b) Chaque année, il y a environ 127 séismes de magnitude 6 à 6.9. Suppose que chacun libère l’énergie d’un séisme de magnitude 6. Combien d’années de ces séismes faut-il pour libérer l’énergie d’un seul séisme de magnitude 9 ? (c) Qu’est-ce que cela t’apprend sur la part de l’énergie portée par les très grands séismes ?

Solution

Solution de Exercice 20.12.

(a) Trois pas : $32 \times 32 \times 32 = 32\,768$, environ 33 000 fois. (b) $32\,768 \div 127 \approx 258$ : environ 260 années de tous les séismes de magnitude 6 du monde. (c) Presque toute l’énergie est libérée par les quelques très grands séismes : un seul séisme de magnitude 9 pèse plus lourd que des siècles de séismes de magnitude 6.

20.6 Problème : Où le sol a-t-il tremblé ?

Problème 20.1

Problème du week-end — trois stations enregistrent un séisme sous la mer, l’épicentre est trouvé sur la carte, et la ville de Port Hale est alertée avant l’arrivée du tsunami

Un séisme frappe sous la mer, le long d’une côte inventée. Trois stations sismiques, A, B et C, se trouvent sur la terre ferme ; la ville de Port Hale se trouve sur une île (carte ci-dessous ; un carreau mesure $20\,\mathrm{km}$). Dans cette région, chaque seconde de décalage entre les ondes rapides et les ondes lentes correspond à $8\,\mathrm{km}$. Les stations enregistrent :

station	arrivée des ondes rapides	arrivée des ondes lentes
A	10 h 15 min 25 s	10 h 15 min 45 s
B	10 h 15 min 16 s	10 h 15 min 29 s
C	10 h 15 min 19 s	10 h 15 min 34 s

Partie I — Trois stations.

1. Pour chaque station, trouve le décalage entre les deux arrivées, en secondes.
2. Quelle station est la plus proche du séisme ? Comment le sais-tu sans aucun calcul ?
3. Trouve la distance entre chaque station et le séisme.
4. La distance de la station A ne dit pas, à elle seule, où était le séisme. Décris tous les endroits qui sont à cette distance de A.

Partie II — Trouver l’épicentre.

5. Un carreau mesure $20\,\mathrm{km}$. Combien de carreaux mesure le rayon de chaque cercle ?
6. Place le coin O en bas à gauche de la carte. La station C est à 3 carreaux à l’est et 14.5 carreaux au nord de O ; en allant à 6 carreaux ($120\,\mathrm{km}$) plein est depuis C, on arrive en un point E. Vérifie sur la carte que E est aussi sur les cercles de A et de B : c’est l’épicentre. À combien de carreaux à l’est et au nord de O se trouve-t-il ?
7. L’épicentre est-il sur la terre ferme ou sous la mer ? Pourquoi est-ce important ?
8. La magnitude était de 7.4. Combien de fois plus d’énergie ce séisme a-t-il libérée qu’un séisme de magnitude 6.4 ?

Partie III — La vague atteint la côte.

9. Sur la carte, Port Hale est à 12 carreaux de l’épicentre. Combien de kilomètres cela fait-il ?
10. À $800\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$, combien de minutes le tsunami met-il pour atteindre Port Hale ?
11. Localiser le séisme et envoyer l’alerte prend 5 minutes après le début de la secousse. Combien de temps après le séisme l’alerte arrive-t-elle à Port Hale ?
12. Combien de minutes les habitants de Port Hale ont-ils pour gagner les hauteurs avant l’arrivée du tsunami ?

Solution

Solution de Problème 20.1.

1. A : $45 - 25 = 20$ s. B : $29 - 16 = 13$ s. C : $34 - 19 = 15$ s.

2. La station B : son décalage est le plus court, et plus le décalage est court, plus le séisme est proche. (Ses ondes rapides sont aussi arrivées les premières.)

3. A : $8 \times 20 = 160\,\mathrm{km}$. B : $8 \times 13 = 104\,\mathrm{km}$. C : $8 \times 15 = 120\,\mathrm{km}$.

4. Tous les points situés à $160\,\mathrm{km}$ de A : un cercle de rayon $160\,\mathrm{km}$ centré sur A. L’épicentre se trouve quelque part dessus.

5. A : $160 \div 20 = 8$ carreaux. B : $104 \div 20 = 5.2$ carreaux. C : $120 \div 20 = 6$ carreaux.

6. E est à $3 + 6 = 9$ carreaux à l’est et 14.5 carreaux au nord de O, en mer, entre les trois stations ; les cercles de A et de B passent par ce point.

7. Sous la mer. Un mouvement brusque du fond de la mer peut déclencher un tsunami : il faut alerter les côtes et l’île.

8. Un pas de magnitude : environ 32 fois plus d’énergie.

9. $12 \times 20 = 240\,\mathrm{km}$.

10. $240 \div 800 = 0.3$ heure, et $0.3 \times 60 = 18$ minutes.

11. 5 minutes après le séisme.

12. $18 - 5 = 13$ : les habitants de Port Hale ont environ 13 minutes pour gagner les hauteurs. (La vague ralentit en eau peu profonde près de l’île, ce qui laisse un peu plus de temps, mais personne ne doit compter dessus : ils partent tout de suite.)