Les ondes sismiques : outil privilégié

Les ondes peuvent être enregistreés dans des sismogrammes.

Il y a plusieurs types d'ondes :

- ondes de volume : P et S ( primaire et secondaire )

- ondes de surface : L et R ( love et rayleigh )

Séisme : ébranlement du globe en profondeur qui correspond à la rupture brutale des roches en profondeur. Le point de rupture initial est le foyer. Au moment de la rupture un train d'onde se propage à partir du foyer. Le premier point en surface à être touché est l'épicentre, il est à la verticale du foyer. Plus on est proche de l'épientre, plus les dégâts sont importants.

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Les lois de propagations des ondes sismiques

Si le milieu est homogène, la vitesse des ondes sismiques est constante. les ondes P et S sont représentées par des droites. Si on change de milieu, la vitesse des ondes change.

Les ondes P et S ont des vitesses croissantes avec la distances. Comme la vitesse des ondes dépent de la densité du milieu, on en déduit que la Terre n'est pas une structure homogène.

Quand l'onde rencontre une surface de discontinuïté, elle se réfléchie et se réfracte.

Détermination de la structure du globe terrestre

En étudiant les sismographes des séismes lointains et proches, on va pouvoie déterminer les différentes surfaces de discontinuïtés.

On trouve une première discontinuïté à 30 km : le Moho, qui sépare la croute terrestre du manteau.

Quand on étudie les données d'un séisme dans des stations inférieures à 11500  km ( 103°), on enregistre des ondes P directes. Puis, les sismogrammes situés entre 11500 et 14000 km (142°) de profondeur ne reçoivent aucune ondes P et S directes. Cette zone est appelée zone d'ombre. Elle ne peut exister que si l'on admet l'existence d'une discontinuïté à 2900 km de profondeur, la discontinuïté de Gutemberg, qui sépare le manteau du noyau.

Au delà, on enregistre des ondes P qui se réfractent deux fois : une fois à l'entrée du noyau et à la sortie

Les vitesses des ondes P sont plus faibles dans le noyau que dans le manteau.

Pour les ondes S : au delà de 103°on ne trouve plus d'ondes S réfractées. Comme les ondes S ne se propagent pas dans le liquide on en déduit que le noyau est liquide, dans sa partie externe.

La vitesse de propagation des ondes P dans la zone profonde du noyau réaugment et de nouvelles ondes S sont générées, ce qui a permis de découvrir une surface de discontinuïté séparant noyau interne et noyau externe à 5170 km de profondeur : Lehman.

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Olivier

Professeur en lycée et classe prépa, je vous livre ici quelques conseils utiles à travers mes cours !