L’étude sismologique de la Terre Caractéristiques des ondes sismiques

« L’étude sismologique de la Terre Caractéristiques des ondes sismiques Document 1 : Les caractéristiques des ondes sismiques. Il existe 3 types d’ondes sismiques : - Les ondes P, ondes longitudinales, dites de compression-décompression ; les particules sont déplacées parallèlement à la direction de propagation des ondes.

Elles se transmettent dans les milieux solides et liquides. - Les ondes S, ondes transversales, dites de cisaillement ; les particules sont déplacées dans la direction perpendiculaire à la propagation.

Elles se propagent uniquement dans les milieux solides. Ces deux premières ondes sont dites ondes de volume car elles se propagent à l’intérieur du globe terrestre.

On les oppose aux ondes L qui se propagent uniquement en surface du globe terrestre. - Les ondes L ont une amplitude plus forte que les ondes S et P.

Ce sont des ondes de surface complexes, tardives et responsables des principaux dégâts. Document 2 : 2 Sismogrammes a et b enregistrés respectivement à Hawaii situé à 6630 km de Kobé et en Australie situé à 7870 km de Kobé.

Le séisme de Kobé (Japon) a eu lieu le 17 janvier 1995 à 20h46. Informations apportées par les ondes sismiques ? Document 1 - Hodographe : Graphique représentant les temps d’arrivée des différentes ondes sismiques à chaque station en fonction de la distance épicentrale (distance séparant l’épicentre de la station) Document 2 : Représentation de deux planètes (a et b) de nature différente en profondeur. Cas d’une planète homogène dans son volume.

La vitesse de propagation des ondes est constante avec la profondeur.

Les rais sismiques sont en ligne droite. Cas d’une planète hétérogène dont les caractéristiques sont telles que la vitesse de propagation des ondes augmente avec la profondeur. Quelle sont les discontinuités de la Terre ? Andrija Mohorovičić (18571936) est un météorologue qui est devenu un pionnier de la sismologie et découvreur de la limite entre la croûte et le manteau terrestre. « Au début du siècle la Yougoslavie crée son observatoire sismologique à Zagreb.

Il est dirigé par A.

Mohorovicic, le fils d’un forgeron croate.

Ce remarquable géophysicien et organisateur hors pair installe 88 stations sismologiques réparties à travers tout le pays, dont les informations sont journellement centralisées dans son laboratoire.

Le 8 octobre 1909, il observe les sismogrammes de ses instruments, quand tout à coup les stylets zigzaguent : voici les ondes P, puis les ondes S, puis… de nouveau des ondes P et de nouveau des ondes S ! Les ondes se sont dédoublées. Ses appareils sont pourtant parfaitement réglés, vérifiés chaque jour par le sismologue, très méticuleux.

Le séisme est identifié, il a eu lieu sous la ville croate de Pokupsko au sud de Zagreb, à 40 kilomètres de profondeur.

Mais pourquoi cette répétition des ondes P et S, comme un écho suit le son ? … Les deux trains d’ondes sont partis en même temps du lieu du séisme ; s’ils sont arrivés avec un décalage c’est donc qu’ils ont dus emprunter deux chemins différents.

Connaissant parfaitement la distance qui sépare ses sismographes de l’épicentre du séisme, ainsi que l’heure précise de la secousse, il calcul que le premier train d’onde P et S a circulé par le chemin le plus direct entre le foyer et l’observatoire à la vitesse prévue, celle qui correspond à la densité de l’écorce terrestre.

En revanche, le deuxième groupe d’ondes P et S a dû rencontrer un milieu de densité différente qui l’a dévié et a modifié sa vitesse. Telles les ondes lumineuses, les ondes P et S ont dû subir des réflexions et des réfractions, ce qui prouve qu’elles ont atteint la surface de séparation de deux milieux de propriétés différentes.

Les ondes ont été réfléchies, tels les rayons de lumière renvoyés par un miroir et réfractés comme l’image du bâton qui semble brisé quand on le plonge dans l’eau.

De longs calculs mathématiques confirment l’hypothèse de Mohorovicic : l’intérieur de la Terre n’est pas homogène, il existe en profondeur une couche qui n’a pas la même densité ni les mêmes propriétés physiques, que l’écorce terrestre et qui réfléchit et réfracte les ondes sismiques.

Selon les propres termes de Mohorovicic : une discontinuité sépare la croûte de ce qu’il y a en dessous… » M.

Kraft, « La Terre, une planète vivante » hachette. L'auscultation sismologique permet à partir du début du XXème siècle de renouveler entièrement les modèles de Terre.

La détection des ondes de cisaillement (qui ne se propagent pas dans les liquides) montre que le globe se comporte comme un corps solide élastique, du moins dans toute sa partie supérieure.

Les géologues doivent donc revoir leur copie et.... »