1. Les sismogrammes peuvent être enregistrés selon trois directions : Nord-Sud et Est-Ouest pour les composantes horizontales, et haut-bas pour la composante verticale (figure 1). • La vitesse de propagation des ondes sismiques dépend de certains paramètres tels que la nature des matériaux, leurs propriétés mécaniques, la température. Il s'agit d'un modèle monodimensionnel définissant la variation de la vitesse des ondes sismiques et de la densité en fonction de la profondeur. Les premières les plus rapides appelées ondes P voyagent dans la croûte à une vitesse de 6 kms environ mais peuvent être ralenties dans les roches peu consolidées. 3 . Calculer à l'aide d'un tableur chaque vitesse de propagation des ondes P (Vp). L'étude de la vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur a permis de distinguer la lithosphère et l'asthénosphère. Question n°5 : A partir du document 9, déterminer le nom de la roche constituant le manteau. Une coupe au niveau de la fosse des Tonga. Exercice 2 : La propagation des ondes sous le continent. Elle forme la partie supérieure de l'asthénosphère, limite avec la lithosphère sus-jacente. Travail original de Hubert Ferry et Jean-Luc Bérenguer, adapté par Jean-Luc Bérenguer et Philippe Cosentino. valeur de leur vitesse. Activité 2 : Étudier les variations de la vitesse des ondes sismiques pour connaître la structure de la Terre. En effet, la vitesse des ondes . 3. Document 1 : Vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la nature de la roche Document 2 : Vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur. La vitesse des ondes P peut alors être utilisée pour le calcul de la profondeur du Moho. L'Homme a donc recours à d'autres outils pour connaître la structure interne de la planète. Le graphique suivant représente la vitesse des ondes (ondes S) en fonction de la profondeur, sous les continents et sous les océans. Ces phénomènes sont décrits par les lois de Snell-Descartes. En fonction du matériau traversé, les ondes sismiques peuvent changer de vitesse et/ou de comportement. Remarque : les couches les plus supérieures visibles sur le schéma ci-dessus, troposphère, stratosphères, etc., sont des couches atmosphériques et ne sont pas à prendre en compte ici. par des trains d'ondes sismiques, en fonction du temps. 3. Pour le non-spécialiste, les séismes sont assimilés aux catastrophes qu'ils occasionnent. Deux graphiques pour comparer la vitesse des ondes sismiques du milieu et de la profondeur. Les profondeurs du foyer des séismes de la fosse des Tonga. Ces modèles peuvent être testés en traçant les rais sismiques correspondant au modèle entré. Variation de la vitesse des ondes en fonction de la profondeur La vitesse des ondes sismiques dépend de nombreux paramètres : De manière simple, un changement dans la nature des roches provoque une variation brusque de la vitesse l'état physique a aussi une influence : les ondes se propagent moins bien, voir pas du tout dans les liquides . La vitesse de propagation des ondes sismiques dépend du matériau à l'intérieur duquel elles se propagent. Donc si la température de la roche augmente, sa rigidité va diminuer, jusqu'à s'annuler si elle fond et devient liquide; En 1981, le modèle PREM a été proposé : il établit les vitesses estimées des ondes sismiques jusqu'au centre de la Terre. Ainsi on trouve : Vp = 1/0,1638 = 6,1 km.s -1. enregistrements de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur avec sérénité. La diminution de vitesse observée est liée à une baisse . Cette brusque rupture de la roche entraîne la libération d'ondes mécaniques. Première S Partie 1 - Structure, composition et dynamique de la Terre Fiche #2 - Structure interne de la Terre Variations de vitesse des ondes P & S 4 À partir de relevés établis par un réseau mondial de stations sismiques, des calculs ont permis d'évaluer les vitesses des ondes P et S en fonction de la profondeur. Transcription. Les Ondes Sismiques LA VITESSE DES ONDES Le déplacement continu des plaques à la surface de la Terre engendre des contraintes. 3. Sur certains Si on possède une barre de fer d'une bonne longueur (2m), en la plaçant sur un ou plusieurs becs . - Des renseignements sur la nature des milieux traversés La vitesse des ondes varie en fonction de la nature des roches traversées. LA PROPAGATION DES ONDES L‛enregistrement des ondes sismiques, partout à la . Ainsi pour étudier la structure profonde du globe, les scientifiques utilisent les ondes sismiques. . Les séismes sont dus à des ondes qui se déplacent . La vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction des roches traversées. Dans le fer liquide du noyau externe, où μ est très petit, la vitesse est comprise entre 8 et 10 km/s. Un sismomètre de terrain par groupe (voir l . Les ondes sismiques ne se propagent pas à la même vitesse dans toutes les roches du globe. Ces paramètres . Il en existe 2 types ondes de compression (ondes P), ce sont les ondes es plus rapides, et elles sont . A l'interface de deux milieux, les ondes sismiques peuvent être: Augmentation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur (la . Les discontinuités sismiques. La vitesse des ondes S varie de . A l'aide des réponses aux questions, complète le texte à trous ci dessous. -entre le Moho et . 2/ Indiquer la profondeur à laquelle on observe une brusque augmentation de la vitesse des ondes sismiques. En fonction du matériau traversé, les ondes sismiques peuvent changer de vitesse et/ou de comportement. Si on possède une barre de fer d'une bonne longueur (2m), en la plaçant sur un ou plusieurs becs . - les ondes de fond qui se propagent à l'intérieur de la Terre et peuvent être enregistrées en plusieurs points du globe. Les calculs effectués à partir des temps d'arrivée des ondes sismiques ont permis aux géologues d'évaluer les vitesses de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur terrestre. L'analyse fine des études de sismique réflexion ont montré qu'il existe une zone de moindre vitesse des ondes sismiques entre 100 et 400 km de profondeur. Le relâchement de ces contraintes aux frontières des plaques lors d‛un séisme, entraîne une dissipation de l‛énergie sous forme d‛ondes sismiques et sous forme de chaleur. L'étude de la vitesse des ondes sismiques dans le globe et des mesures en Laboratoire, permettent de déterminer la température dans les différentes enveloppes de la Terre. 2) Indiquer à quelle profondeur se situe la brusque variation des ondes sismiques. On distinguera 2 grands types : les ondes de cisaillement , ou ondes S, et les ondes de compression, ou ondes P ; - les ondes de surface (ondes L) qui se propagent à la surface du . C'est une bien meilleure compréhension des graphiques de variation de vitesses des ondes sismiques en fonction de la profondeur pour différencier la lithosphère de l'asthénosphère. Nature et caractéristiques des différents types d'ondes. I Séismes et ondes sismiques. Les premières ondes à arriver sont les ondes P (ondes de pression) et les ondes S (ondes de cisaillement ou shear wave ), qui sont . Dans la partie profonde de la lithosphère la roche devient de plus en plus dense, du fait de la pression qui est devenue plus intense. profil de vitesse des ondes sismiques S et P, retrouver les 3 principales discontinuités 6 oco Protondeur Belin lereS 2001 Évolution des vitesses slsmiques des ondes P et S en fonction de la profondeun Milieu océanique Vp (km.s-l) Moho profondeur (en km) 3 20 30 40 50 Milieu continental Vp (km.s-l) 4567 Moho 8 9 Profondeur (en km) Vitesse des ondes P et nature de la croûte Les tableau ci . Re : vitesse de propagation des ondes sismiques. À vous! Au début du chapitre sur les séismes, elle permet de montrer que les séismes résultent de la propagation d'ondes, puis les résultats obtenus permettent d'appréhender l'analyse des enregistrements de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur avec sérénité. Exercice 2. parcours et la profondeur max des rais sismique (info rais). A l'aide de cette information et des réponses précédentes, indique de quelle profondeur à quelle profondeur le milieu est rigide et de quelle profondeur à quelle profondeur le milieu est moins rigide. La diminution de vitesse observée est liée à une baisse de la rigidité des roches. Variation de la vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur sous un continent. se traduit toujours par une augmentation de la vitesse de propagation des ondes sismiques : peut marquer un changement de composition chimique entre les deux milieux qu'elle sépare peut marquer une limite physique (changement d'état) entre les deux milieux qu'elle sépare : est toujours marquée par l'arrêt de la propagation des ondes : aucune réponse : Question 6 : D'après le graphique . Ainsi, dans une mer qui a une température de ϴ= 20°, une salinité égale à 35 et une profondeur de z=10m, cette valeur sera différente. Le Moho est plus profond sous les océans, il est situé à 42 Km de profondeur environ. Mais cette valeur est une moyenne mesurée en eau douce. Retrouvez ce média dans : Un peu de vocabulaire.. Onde sismique : vibration provoquée par la rupture des roches au foyer d'un séisme et qui se propage dans les profondeurs de la couche terrestre. Les courbes sont de la forme y = ax + b où b donne l'heure du séisme, soit environ 3 h 12 min 5 s et où a est l'inverse de la vitesse. Matériaux Il est donc possible de connaître le nom de la roche constituant le manteau en analysant la vitesse des ondes sismiques parcourant le manteau. Compléter un schéma d'une portion de la Terre en profondeur. Vitesse V s des ondes S en fonction de la profondeur pour divers contextes géodynamiques (résultats obtenus par inversion des vitesses de phase des ondes de Rayleigh). Vs = 1/0,2803 = 3,6 km.s -1. Activité 2 : Étudier les variations de la vitesse des ondes sismiques pour connaître la structure de la Terre. 4.1 I Décrivez les variations de vitesse des ondes P et S avec la . On délimite ainsi une partie rigide de la Terre d'une . Doc. de 2.18 à 2.54 g/cm3. La vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction des roches traversées. (fig3) Les ondes P se propagent plus rapidement que les ondes S. Elle atteint 15km/s pour les ondes P à 3000 km de profondeur contre 7 km/s pour les ondes S. Document 5 : Vitesse de propagation des ondes sismiques P en fonction de la profondeur Le Moho correspond à la limite entre la lithosphère et l'asthénosphère. La vitesse de propagation des ondes P et S dans le manteau du globe terrestre (profondeur inférieure à 2900 km) augmente avec la profondeur. Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s'établit selon un plan incliné. Exercice n°3. • La propagation des ondes de volume en profondeur obéit aux lois de . En effet, sur certains sismogrammes, on voit non seulement les ondes P et S mais également un deuxième train d'ondes P, les ondes PMP, qui se sont réfléchies sur le Moho. Les vitesses des ondes sismiques ont ajouté des contraintes sur la composition chimique et minéralogique, compatible avec l'hypothèse d'une collision entre deux astres. Interprétation synthétique La densité des formations dans les différents puits est représentée en fonction de la vitesse de l'onde P (figure 3 . La structure verticale des plaques. Les ondes sismiques se propagent dans les différentes roches du sous-sol la vitesse de déplacement des ondes varie en fonction de la densité des roches traversées. Par exemple, les ondes se propagent d'autant plus rapidement que les roches sont froides et cassantes. Celle-ci ne correspond à aucune limite ou discontinuité : on l'appelle LVZ (Low Velocity Zone). L'interprétation de ces données sismiques . Il montre des variations importantes du gradient géothermique en fonction des . Selon ce . Les données expérimentales (construction d' hodochrones) montrent que la vitesse des ondes sismiques S et P varie en fonction de la profondeur. L'étude de la vitesse de propagation de ces ondes sismiques est donc précieuse pour . (a) Variations de la vitesse des ondes P et S de 0 à 300 km sous les océans et interprétation de la structure des couches. Le graphique ci-dessous présente la variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Durée de l'activité : entre 50 minutes et 1h Matériel : logiciel Tectoglob3D et sa fiche technique jeu de séismes alpins intégré au logiciel construction géométrique expliquant comment déterminer la profondeur du Moho à partir du retard des ondes PmP . Exercice 1. 1) Repérer par des flèches horizontales, sur le graphique, le début des changements de vitesse des ondes sismiques en profondeur. Document 2 : Le graphique qui vous a tété distribué (et que vous devez rendre avec l'exercice) représente la vitesse des ondes sismiques en fonction de . Exercice 2 : La propagation des ondes sous le continent. L'étude des ondes sismiques pour comprendre la structure interne de la Terre. Comme les cas précédents, la courbe indique que densité et vitesse sismique évoluent dans le même sens. La sismologie est l'art d'interpréter les enregistrements de mouvements du sol générés par les séismes (tremblements de terre). Déroulement : On calcule, pour chaque station d'enregistrement, les vitesses des ondes S et P dans l'ensemble croûte - manteau et on constate la variation de la vitesse des ondes P et S en fonction de la station d'enregistrement considérée. Document 1 : Le tableau ci-dessous représente des résultats obtenus en laboratoire en mesurant la vitesse de propagation des ondes sismiques dans différents matériaux et roches.. • valeur de la vitesse des ondes P dans ces couches quelques dizaines de mètres de profondeur au maximum indications sur les propriétés géotechniques des matériaux : degré d'altération, aptitude au terrassement… PO IC - Géologie de l'ingénieur D Mise en œuvre de la sismique réfraction • émetteur d'ondes • récepteurs d'ondes (géophones) - faible charge de dynamite . Chapitre 3 Phénomènes géologiques et risques naturels Ondes sismiques et structure de la Terre en profondeur. Ensemble de documents permettant de travailler sur l'organisation géologique de la Terre en profondeur en milieu de cycle. Le fichier téléchargé est au format ZIP. Et cet accroissement de densité des roches engendre une augmentation de la vitesse des ondes. Moho sismologique = zone = d'augmentation brutale de la vitesse des ondes sismiques Moho pétrographique, marqueur d'une véritable limite entre Roches de la croûte (granitoïdes pour simplifier) et péridotite du . N . Ils permettent notamment de sonder les structures profondes de la Terre et d'étudier Les différentes ondes sismiques. Principe de construction de l'hodochrone des ondes P à partir de mesures faites sur des sismogrammes (source schémathèque de l'académie de Dijon): En supposant un profil de variation de vitesse des ondes P en fonction de la profondeur, associé à un modèle de structure du globe que l'on souhaite tester, on obtient un hodochrone . La structure verticale des plaques. Attention le calcul le plus rigoureux est d'utiliser la longueur et le temps de parcours du rai sismique. Vitesse moyenne propagation des ondes P en km.s-1 Roches . Ainsi, les ondes P passent de 8,5 km/s sous la croûte à 14 km/s à la base du manteau. . ( = limite croûte- manteau) 0.15cm soit 30 km 3) Indiquer à quelle profondeur se situe le début . Des . Calcul de la profondeur du Moho. Matériel. La vitesse sismique, quant à elle, varie de 2570 à 3787 m/s. (b) Géotherme océanique évalué à 100 km de Cet enregistrement multiple permet de caractériser le séisme de façon plus précise. atteindre 12 263 mètres de profondeur. La vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur terrestre. 1) Expliquons pourquoi la vitesse des ondes est plus grande dans la partie profonde de la lithosphère. 3- Indiquez la cause de cette brusque variation. Ensuite, complète les cases du schéma en bas de la page 2 de ton polycopié, sans . On met en relation cette variation de vitesse . Les variations de vitesse des ondes sismiques en profondeur permet de connaître la structure du globe. Entre 0 et 30 km de profondeur, la vitesse des ondes est de 5 . Les ondes sismiques dans les profondeurs de la Terre. Document 1 : Le tableau ci-dessous représente des résultats obtenus en laboratoire en mesurant la vitesse de propagation des ondes sismiques dans différents matériaux et roches.. 4. Vitesse moyenne propagation des ondes P en km.s-1 Roches . Plus un corps est rigide plus la vitesse des ondes sismiques est élevée. A l'interface de deux milieux, les ondes sismiques peuvent être: Augmentation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur (la . Ces phénomènes sont décrits par les lois de Snell-Descartes. Variation de la vitesse des ondes en fonction de la profondeur La vitesse des ondes sismiques dépend de nombreux paramètres : De manière simple, un changement dans la nature des roches provoque une variation brusque de la vitesse l'état physique a aussi une influence : les ondes se propagent moins bien, voir pas du tout dans les liquides . LA PROPAGATION DES ONDES L‛enregistrement des ondes sismiques, partout à la . Pour la calculer, nous allons utiliser la formule : Entre 120 et 200 km de profondeur sous la lithosphère continentale et entre 90 et 150 km sous la lithosphère océanique, les ondes sismiques sont légèrement ralenties sans qu'il n'y ait de véritable saut de vitesse, donc de discontinuité . enregistrements de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur avec sérénité. Puis reporter chaque Vp en fonction de la profondeur maximale parcourue par les rais. C'est une bien meilleure compréhension des graphiques de variation de vitesses des ondes sismiques en fonction de la profondeur pour différencier la lithosphère de l'asthénosphère. 3) Indiquer à quelle profondeur se situe la brusque augmentation de vitesse des ondes sismiques. Grâce à l'étude de certains séismes du logiciel sismolog (édité chez Chrysis), il est possible de calculer la profondeur du Moho. Au niveau du Moho, la vitesse de propagation des ondes P passe de 1.6 ou 5 Pour le sismologue, ils ont bien d'autres facettes. 2.1 La structure du globe terrestre. b) Indique la profondeur à laquelle on observe . Variation de la vitesse des ondes sismiques en fonc tion de la profondeur atteinte dans le manteau. Le graphique suivant représente la vitesse des ondes (ondes S) en fonction de la profondeur, sous les continents et sous les océans. OC : Lithosphère rigide et asthénosphère moins rigide.. OM : Exploiter un graphique montrant l'évolution de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Pour le fer solide et la péridotite solide, les valeurs numériques de ces 3 paramètres sont telles que la vitesse des ondes P est de 14 km/s à la base du manteau (2900 km), alors qu'elle est de 11 km/s au sommet de la graine (5100 km). Doc. Lévêque, 1980). Les ondes de volume (P pour premières et S pour secondes) se propagent en profondeur et . ondes sismiques en fonction de la profondeur = Manteau (Péridotite) Croûte océanique (Basaltes, gabbros) Croûte continentale (granitoïdes) Moho e Attention aux confusions ! Les ondes sismiques nous permettent de reconstituer de la manière suivante la structure de la Terre : La structure de la Terre. Crédits : Encyclopædia Universalis France. La diminution de vitesse dans cette zone permet de dire que la péridotite est plus Les Ondes Sismiques LA VITESSE DES ONDES Le déplacement continu des plaques à la surface de la Terre engendre des contraintes. Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s'établit selon un plan incliné. Elles parviennent à différentes stations d'enregistrement où les géologues calculent leur vitesse de déplacement en profondeur. Le géotherme Terrestre est la courbe décrivant l'évolution de la température en fonction de la profondeur au sein de la Terre. Repasse en rouge la (ou les) partie(s) de la courbe où la vitesse des ondes sismiques augmente. Ces courbes ont été obtenues en analysant la vitesse de propagation d'ondes issues de milliers de séismes et enregistrées au niveau de centaines de stations. La low velocity zone (LVZ) ou, en français, zone de moindre vitesse (ZMV) est la zone du manteau supérieur terrestre au travers de laquelle les ondes sismiques se propagent à faible vitesse. Les séismes ne peuvent se produire qu'au niveau des plaques lithosphériques car la lithosphère est rigide. Niveau 2 : Consignes détaillées. La limite inférieure des plaques. Leur vitesse à différentes profondeurs a été calculée et l'on obtient le graphique suivant : 1/ Ecrire le titre de ce graphique. Vitesse des ondes sismiques S (km/s) Sous les océans, entre 10 et 100 km/s et sous les continents entre 30 et 120 km/s, la vitesse des ondes est stable, puis, à plus grande profondeur, elle diminue. Vers -10 km : brusque augmentation de la vitesse : la vitesse passe de 3,5 km.s-1 à 4,75 km.s-1 : cette brusque variation délimite la croûte du manteau supérieure : elle correspond à la discontinuité du Moho. 4- Indiquez le nom de la couche comprise entre 0 et 30 km de profondeur . 2) Repérer par des flèches verticales sur le graphique, les brusques changements de vitesse des ondes sismiques en profondeur. Les séismes correspondent à la brusque libération de l'énergie que les roches ont accumulée sous l'effet des contraintes qu'elles ont subies. L'asthénosphère est située à une profondeur comprise entre 100 et 200 kilomètres, 100 km est la . Le relâchement de ces contraintes aux frontières des plaques lors d‛un séisme, entraîne une dissipation de l‛énergie sous forme d‛ondes sismiques et sous forme de chaleur. La vitesse de propagation d'une onde dans le manteau augmente de manière continue avec la profondeur. Notions fondamentales: contraintes, transmission des ondes sismiques, failles, réflexion, réfraction, zones d'ombre.. Jusqu'au début du XXe siècle, les géologues (à quelques exceptions près) attribuent aux continents une position fixe et immuable, les montagnes seraient dues au refroidissement de la Terre selon un effet de pomme fripée. TP 2 : MODÉLISATION DE LA ZONE D'OMBRE DES ONDES P MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE LA ZONE D'OMBRE Ce logiciel permet de définir un modèle de variation de la vitesse des ondes en fonction de la profondeur dans le globe terrestre. OC : Lithosphère rigide et asthénosphère moins rigide.. OM : Exploiter un graphique montrant l'évolution de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur.
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