L'Est du Canada présente une séismicité intraplaque
continentale qu'il n'est pas facile d'expliquer. Cinq régions sont
particulièrement affectées: Les Grands Bancs de Terreneuve,
l'Estuaire du Saint-Laurent, Charlevoix, la vallée de l'Outaouais et la
région de Niagara.
La région de Charlevoix au Québec est une région qui connaît une activité sismique certaine comme le montre cette carte de distribution des séismes dans la région.
Les séismes n'y sont pas tous de même magnitude. On a ici la répartition des séismes par classes de magnitude. Ainsi, on dénombre quatre grands séismes de magnitude supérieure ou égale à 6, six séismes de magnitude supérieure ou égale à 5, une bonne vingtaine de séismes de magnitude supérieure ou égale à 4, puis bon nombre de séismes plus petits. Les annales nous rapportent des séismes importants dans le passé, évalués sur l'échelle Mercalli:
Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer cette activité sismique intraplaque dans une région où on ne devrait pas s'attendre à avoir autant de tremblements de terre, mais aucune ne fait encore consensus.
La faille Logan.
Une hypothèse qui refait surface à chaque fois qu'il se produit un séisme d'importance dans Charlevoix, et qui malgré son rejet par les experts, demeure bien implantée dans la croyance populaire, c'est celle qui relie l'activité sismique de Charlevoix à la faille Logan. La faille Logan est une faille très ancienne qui longe le fleuve St-Laurent et qui marque le front de la chaîne de montagnes des Appalaches.
Sur une coupe géologique faite à la hauteur de Québec par exemple, on voit que la faille Logan sépare la province de la Plate-forme du St-Laurent de celle des Appalaches.
Le Bouclier canadien dans cette portion de carte est formé de roches cristallines très anciennes (plus d'un milliard d'années). La province géologique de la Plate-forme du St-Laurent est constituée de roches sédimentaires non déformées, alors que celle des Appalaches est formée de roches sédimentaires et ignées très déformées. Ces deux provinces ont sensiblement le même âge, soit en gros de 600 à 400 Ma. La faille Logan est un accident géologique qui date de la formation de la première phase des Appalaches, à l'Ordovicien (450 Ma). Il s'agit d'une faille de chevauchement, presque à l'horizontale, qui n'affecte que la partie superficielle de la croûte continentale. C'est le long de ce plan de faille que les Appalaches ont chevauché sur la plate-forme du St-Laurent et le Bouclier canadien. Cette faille a donc été très active lors de la formation de la première phase des Appalaches, mais elle est tout à fait stabilisée depuis au moins la fin de l'érection des Appalaches, il y a 400 Ma. Il est improbable, pour ne pas dire impossible, que cette faille puisse être réactivée, puisqu'il s'agit d'une faille superficielle qui n'affecte pas toute l'épaisseur de la croûte continentale. De plus, comme il s'agit d'une faille de chevauchement, s'il y avait des séismes dans ce plan de faille, il y aurait des tremblements de terre tout le long du St-Laurent et dans tout le secteur au sud de la faille, jusqu'en Nouvelle-Angleterre.
La météorite.
L'hypothèse la plus souvent avancée est celle de la météorite. On sait qu'il y a 350 Ma, la région de Charlevoix a été sérieusement affectée par la chute d'une grosse météorite qui a laissé un astroblème aujourd'hui bien documenté.
On évalue le diamètre de la météorite qui a formé cet astroblème à 2 km. Un des résultats de cet impact météoritique est que la croûte terrestre à cet endroit a été sévèrement fracturée et affaiblie, jusqu'à des profondeurs évaluées à 12 km. On a émis l'hypothèse que l'ajustement isostatique* couplé à la faiblesse de la croûte fracturée dans l'astroblème de Charlevoix pourrait expliquer la séismicité de cette région, les séismes se produisant dans les fractures causées par l'impact météoritique.
Un des problèmes avec cette hypothèse, c'est que lorsqu'on regarde en détail la répartition des séismes, ils ne sont pas confinés à l'astroblème. Le dernier grand séisme du Saguenay (1988, M=6,1), ainsi que le séisme de Cap Rouge (Québec, 1997, M=5,2) se situaient bien en dehors du rayon d'influence de l'impact météoritique. De plus, les géophysiciens pensent que si l'ajustement isostatique peut expliquer les plus petits séismes, il ne peut expliquer l'énergie dégagée lors de plus grands séismes.
* On sait que tout le nord du continent nord-américain a été recouvert d'une épaisse calotte glaciaire il y a moins d'un million d'années, et qu'après la fonte de la glace, il y a à peine 10,000 ans, la croûte terrestre qui avait été enfoncée sous le poids de la glace remonte progressivement.
Le rift du St-Laurent.
Une hypothèse formulée en 1966 veut que la vallée du Saint-Laurent constitue un grand rift relié à l'ouverture de l'Atlantique au Mésozoïque, avec des embranchements subsidiaires formant, entre autres, les vallées de l'Outaouais et du Saguenay-Lac Saint-Jean.
La sismicité de l'est du Canada, incluant celle de Charlevoix, serait reliée au jeu des failles dans ce rift. C'est là une hypothèse attrayante, mais l'existence de ce rift est loin d'être démontrée. Aujourd'hui, les géologues et géophysiciens considèrent que les failles qui bordent le Saint-Laurent sont des failles à pendage vers le sud qui datent non pas du Mésozoïque, mais de la fin du Précambrien-début Cambrien et qui sont reliées à l'ouverture d'un ancien océan, l'Océan Iapétus. Ce sont ces failles que l'on voit affecter le Bouclier canadien sur toute l'épaisseur de la croûte continentale sur la coupe géologique qui va du Bouclier canadien aux Appalaches. Les grabens d'Ottawa-Bonnechère et du Saguenay dateraient aussi de la fin du Précambrien - début du Cambrien et non du Mésozoïques et les failles qui les bordent constitueraient des plans de faiblesse le long desquels pourraient avoir lieu des séismes.
Le paléo-rift d'Iapetus.
Les failles dans le Bouclier canadien qui sont reliées à l'ouverture de l'Océan Iapetus sont des failles qui traversent toute la croûte terrestre (revoir la coupe géologique); en ce sens, même si elles sont très anciennes, elles peuvent constituer des plans de faiblesse qui peuvent être réactivés. C'est là une hypothèse sérieuse avec laquelle travaillent les géophysiciens actuellement.
Il n'y a pas présentement de réponse définitive quant aux causes de la séismicité dans Charlevoix. Il semble bien cependant qu'on ne puisse dissocier la sismicité de cette région de celle des autres régions de l'est du Canada, et qu'il faudra trouver une explication qui tienne compte de la situation dans son ensemble. En ce sens, un couplage de l'hypothèse des failles ancestrales du rift d'Iapetus et des fractures reliées à la chute d'une météorite paraît être la réponse la plus adéquate en ce qui concerne la sismicité de la région de Charlevoix.
