2,1,2/ L’apport des études sismologiques à la connaissance du globe terrestre : Sismologie

3/ Les discontinuités sismiques

Propriétés des ondes :

1/ vitesse constante dans milieu homogène => vitesse caractéristique d’un milieu

2/ brusque changement de vitesse si changement de milieu = discontinuité

3/ phénomènes de réflexion & réfraction à chaque discontinuité

- Consulter et exploiter une base de données sismologiques.

Fichiers disponibles sur Ecole directe : copier-coller les fichiers sur votre espace perso avant de les ouvrir permet 1/ de sauvegarder vos découvertes 2/ de vous laisser la possibilité de les retrouver depuis n’importe quel poste câblé sur le net 3/ de ne pas surcharger le flux et donc augmenter la vitesse

- Étudier la propagation profonde des ondes (zone d’ombre, mise en évidence des discontinuités) en utilisant les lois de Snell-Descartes et/ou mettant en oeuvre un modèle analogique pour montrer les zones d’ombre.

Détermination de la profondeur des discontinuités et de la nature des roches par sismologie

Déterminer la profondeur du Moho grâce à l’étude des ondes sismiques.

Protocole avec le logiciel Sismolog :

1. Ouvrir le sismogramme (Fichier/ Ouvrir un séisme de la base) sélectionné le séisme du 19/01/1991.

2. Désélectionner tous les tracés sauf OG02

3. Pointer l’arrivée des ondes PmP (voir précautions ci-dessous) et déterminer le retard des ondes PmP, en secondes, par rapport aux ondes P directes.

4. calculer la profondeur du Moho

réflection & réfraction des ondes => discontinuité sismique

contraintes, transmission des ondes sismiques,

réflexion, réfraction

29 janvier

4/ La structure de la terre par la sismologie

- Utiliser des profils de vitesse et de densité du modèle PREM.

construire le graphe de vitesse des ondes en fonction de la profondeur → discontinuités → couches

modèle sismique PREM [Preliminary Reference Earth Model]

Les informations tirées du trajet et de la vitesse des ondes sismiques permettent de comprendre la structure interne de la Terre : croûte – manteau – noyau ; état du noyau externe liquide et du noyau interne solide

1. Lancez sismolog

2. Accéder au "Modèle de Terre" à paramétrer par la commande "Options" : cocher "Ondes P", "Réfractées" et "Pas à pas".

3. Cocher  "Deux couches + saut".

4. Ouvrir la fenêtre présentant un Assemblage de 32 tracés obtenus dans différentes stations à partir de différents séismes, choisis pour reconstituer le temps de propagation des ondes P en fonction de la distance à l'épicentre.

5. La commande "Solutions" (avec "Voir les temps de référence" ou "Corriger les dépouillements") permet de repérer par x l'arrivée des ondes P à chaque station.

6. On peut aussi dépouiller quelques stations manuellement.

7. On remarque le saut entre les stations 100,8° et 115,8° avec un décalage de plus de 5 mn dans l'hodochrone : aucune station n'est disponible entre ces deux distances épicentrales, c'est la zone d'ombre due à la réfraction des ondes P dans le noyau.

8. On retourne au Modèle de Terre par "Fichier" - "Fermer" en enregistrant les pointés.

La courbe des temps d'arrivée des ondes P aux stations en fonction de leurs distances épicentrales (hodochrone) se dessine, avec un saut de 5 mn entre 100,8° et 115,8°.

1. On peut choisir plusieurs modèles de globe (icône "modèle") ,

2. tracer les propagations des ondes (icône "rai") ,

3. choisir le type d'onde (icônes "ondes p et ondes s",

4. choisir le type d'onde (réfléchies, réfractées, multiples). Notons que si l'on travaille avec les ondes S, la zone d'ombre n'est pas directement visible car le logiciel montre que dans le noyau externe, les ondes S génèrent des ondes P.

5. Le menu option permet un affichage instantané (mode normal) un mode pas à pas (beaucoup trop long) et un mode "temps réel X500 qui ressemble alors beaucoup à la visualisation du logiciel onde P.

hodochrone, hodographe [chemin ; temps ; écrire] = raies sismiques à travers le globe

zone d’ombre

5/ La différence litho/asthénosphère

[lithos = pierre ; asthénos = sans force, mou]

- Concevoir une modélisation analogique et réaliser des mesures à l’aide de dispositifs d’expérimentation assisté par ordinateur, ou des microcontrôleurs pour étudier la propagation d’ondes à travers des matériaux de nature pétrographique différente ou de comportement mécanique différent. - Étudier par expérimentation assistée par ordinateur et/ou par modélisation analogique les paramètres à l’origine des modifications de la vitesse des ondes (nature du matériau, de sa rigidité/plasticité, effet de la température).

Principe de la mesure ExAO : https://youtu.be/SNWvJBvZ7z0 manuel p.152

Résultats : http://jdupuysvt.free.fr/spip.php?article299

la vitessse des ondes est modifiée en fonction du milieu => différentes vitessse = différents milieux

→ propagation des ondes sismiques => discontinuités + nature du milieu

- Consulter et exploiter une base de données sismologiques.

En 1964 dans le Pacifique sud, les géologues Oliver, Isacks & Sykes enregistrent les ondes sismiques produites par un séisme profond dont l’épicentre est situé à égale distance des stations sismiques Fidji et Tonga. Ils observent que les ondes P parviennent 2 secondes plus tôt à Tonga qu’à Fidji

1. ouvrir sismolog

2. repérer Fidji et Tonga

3. afficher les séismes, toutes magnitudes

4. outils → coupe → définir puis

5. dessiner une coupe de Fidji à Tonga

6. expliquez

L’étude des séismes au voisinage des fosses océaniques permet de différencier le comportement d’une lithosphère cassante par rapport à une asthénosphère plus ductile.

sismo de surface, profil sismique croûte

Les études sismologiques montrent les différences d’épaisseur entre la lithosphère océanique et la lithosphère continentale.