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Comment expliquer les différences de reliefs des croutes continentale et océanique?
Dans son livre « La genèse des continents et des océans » paru en 1912, Wegener émet la théorie de continents mobiles sur une croute peu dense le SIAL qui dérive sur une croute plus dense le SIMA.
Rappeler les deux premiers arguments redécouverts dans les 2 activités précédentes.
La naissance de la sismologie.
La naissance de la sismologie.
"Le 17 avril 1889, à Potsdam (près de Berlin), un fort signal est enregistré sur un pendule utilisé pour des recherches astronomiques. Les chercheurs sont perplexes jusqu’à ce qu’ils apprennent qu’une heure plus tôt, un important séisme a eu lieu au Japon. Pour la première fois, il est ainsi établi que les ondes sismiques se propagent dans les profondeurs du globe. Le géologue John Milne va alors entreprendre la construction d’un réseau international de sismographes. Son but : comprendre, grâce aux ondes sismiques, la structure de la Terre profonde. Au début du XXe siècle, on compte plus d’une centaine de sismographes dans le monde entier."
Il est ainsi démontré que la quasi-totalité du globe terrestre est à l’état solide et les géophysiciens (comme Jeffreys) ne conçoivent pas que les continents puissent se déplacer au sein d’un milieu solide.
La sismologie globale étudie la structure de la Terre en utilisant les enregistrements des ondes produites par les séismes à très grandes distances. En effet, quand la magnitude du séisme est suffisante (supérieure à 5), les ondes qu'il émet peuvent être mesurées sur toute la surface de la Terre.
Fig. 1 Variation des ondes sismiques en fonction du milieu traversé.
Fig. 1 Variation des ondes sismiques en fonction du milieu traversé.
Les ondes sismiques P et S circulent à l'intérieur du globe. Dans toutes les directions. Leur vitesse varient en fonction de la nature et la composition des roches qu'elles traversent.
Lorsqu’une onde sismique passe d’un milieu à un autre, sa vitesse de propagation est modifiée et sa trajectoire est déviée : c’est le phénomène de réfraction.
L’interface entre deux milieux à vitesses de conduction différentes constitue une surface de discontinuité. A leur niveau, les ondes sismiques sont d’une part réfractées (en changeant de milieu), d’autres part réfléchies (en restant dans le même milieu).
De plus, les ondes sismiques peuvent brutalement changer de vitesse et de direction lorsqu’elles changent de milieu de propagation : on peut alors mettre en évidence des surfaces de réflexion (les ondes sont renvoyées vers la surface) et des phénomènes de réfraction (les ondes sont légèrement déviées en changeant de milieu).
Les ondes S, de cisaillement ne traversent pas les liquides.
Fig. 2 Schéma de la circulation des ondes dans la croûte.
Fig. 2 Schéma de la circulation des ondes dans la croûte.
Quels nouveaux paramètres concernant l'étude des croutes, la sismologie permet elle de mesurer?
Dès le début du XXème siècle, le développement de la sismologie et la mise en place de plusieurs réseaux planétaires de sismographes permet d'étudier les structures profondes du globe .
Pour montrer la structure interne profonde, on utilise la vitesse de propagation des ondes sismiques pour établir un modèle (PREM). On cherche à reproduire les stratégies historiques.
A partir des informations ci-dessus précisez en quoi l'étude des ondes sismiques constitue un bon outils pour étudier la structure interne du globe.
A- 1909, mise en évidence de la première discontinuité entre la croûte et manteau, la discontinuité de Mohorovičić: le Moho
A- 1909, mise en évidence de la première discontinuité entre la croûte et manteau, la discontinuité de Mohorovičić: le Moho
En 1909, Andrija Mohorovičić (1857-1936), chercheur Croate observe en effet que les ondes P et S générées lors d'un séisme à Zagreb arrivent en deux moments distincts. Il identifie ainsi des ondes directes P et S, mais également des ondes qui se réfléchissent sur une interface marquant un changement important de la vitesse de propagation des ondes. Ces ondes réfléchies sont appelées PMP et SMS.
Expliquer comment utiliser les sismogrammes et les connaissances sur les ondes PmP pour calculer la profondeur du Moho ;
Protocole:
Protocole:
Lancer le logiciel Tectoglob3D, charger des sismogrammes, "Alpes profondeur Moho”, via le menu “Fichier”.
Un sismogramme apparaît dans la fenêtre de “résultats”, choisir 1 par 1 les séismes parmi 5 événements sismiques différents (dans la fenêtre de “réglages”).
Pour chacun, “afficher le temps d’arrivée théorique des ondes” dans le menu “Sismogrammes”, les ondes P et PmP sont pointées sur le sismogramme. Il est alors possible de déterminer le retard des ondes PmP par rapport aux ondes P,
Noter vos résultats dans votre tableau Excel 25-1Spe6SVT-A1B-Nom-Prénom, calculer le le retard δ t.
Evaluer la profondeur moyenne du Moho sous les Alpes à partir des 5 points.
reporter ces profondeurs sur le globe, sous la forme de marqueurs appelés “Objets profonds” dans Tectoglob3D., menu, “Actions / Ajouter un objet profond”, puis en double-cliquant approximativement à mi-chemin entre la station et l’épicentre (sur l’emplacement de la réflexion des ondes sismiques). Il doit ensuite préciser la profondeur de ce point en la saisissant dans la fenêtre “Réglages” et valider en appuyant sur entrée.
réaliser une coupe englobant les 5 points saisis. Il est recommandé de limiter la profondeur maximale de la coupe à 80 km.
Pour information, les notations utilisées dans cette formule sont :
δt : retard entre les ondes P directes et les PmP
H : profondeur du Moho
h : profondeur du foyer
Δ : distance entre l’épicentre et la station
V : vitesse des ondes P (6,25 km/s)
Fig. 3 ; Modèle géométrique
Fig. 3 ; Modèle géométrique
B- En 1981 Dziewonski et Anderson développent le modèle PREM, pour Preliminary Reference Earth Model (Modèle de référence terrestre préliminaire), mise en évidence de la structure profonde.
B- En 1981 Dziewonski et Anderson développent le modèle PREM, pour Preliminary Reference Earth Model (Modèle de référence terrestre préliminaire), mise en évidence de la structure profonde.
1- Structure profonde et ondes sismiques, Modèle PREM.
1- Structure profonde et ondes sismiques, Modèle PREM.
Utiliser la feuille de calcul vitesse des ondes en fonction de la profondeur pour tracer le graphique,
Repérer dans un tableau les changements brutaux de vitesse c'est à dire les discontinuités et leur profondeur;
A partir de votre graphique faire un schéma représentant la structure interne du Globe.
Fig. 4 Masse volumique en fonction de la vitesse des ondes P
La loi de BIRCH
La vitesse d'une onde P est reliée linéairement à la masse volumique du milieu qu'elle traverse. Ainsi, Birch a reporté cette vitesse en fonction de la masse volumique de divers éléments chimiques.
Mise en évidence de la zone d'ombre
Mise en évidence de la zone d'ombre
Dans tectoglob 3D, fichier, charger des sismogrammes, Pérou, équateur 2019,
Dans sismogrammes afficher le temps d'arrivées des ondes ,
Noter les caractéristiques permettant de décrire précisément ce séisme,
Dans la fenêtre de droite décocher échelle commune.
Dans les trois premiers sismogrammes, relever le temps d'arrivée des ondes P et des ondes S, cliquer 2 fois sur le nom de la station pour faire apparaitre les cercles de distances, utiliser les résultats secours 1, expliquer les résultats obtenus.
Cliquer sur la station KOUNC, localiser la par rapport à l'épicentre du séisme, comparer les échelles du sismogramme et l'arrivée des ondes à KOUNC et à COCO.
Mesurer la distance (arc de cercle et angle) entre KOUNC et l'épicentre.
Dans sismogrammes, projeter les stations sur une coupe du globe, repérer KOUNK et expliquer l'absence d'arriver des ondes P et S à la station KOUNK.
En utilisant les propriétés des ondes sismiques, expliquer la zone d'ombre.
Résultats secours 1 à utiliser dans le compte-rendu.
Utiliser le matériel sur votre table pour construire un modèle.
2- Structure superficielle- Asthénosphère- Lithosphère
2- Structure superficielle- Asthénosphère- Lithosphère
Fig. 5 Vitesses des ondes P et S sismiques dans le manteau supérieur.
Décrire la vitesse des ondes dans la zone LVZ,
Sachant que le manteau est uniquement composée de péridotite , formuler une hypothèse expliquant ces variations.
Bilan
Bilan
Schéma complet de la structure du globe.
Ajouter un deuxième axe des ordonnées
Ajouter un deuxième axe des ordonnées
Vous pouvez ajouter un deuxième axe des ordonnées à un graphique en courbes, en aires ou à colonnes.
Sur votre ordinateur, ouvrez une feuille de calcul dans Google Sheets.
Double-cliquez sur le graphique à modifier.
À droite, cliquez sur Personnaliser.
Cliquez sur Série.
Facultatif : À côté de "Appliquer à", choisissez la série de données à afficher sur l'axe de droite.
Sous "Axe", choisissez Axe de droite.
Pour personnaliser l'axe, cliquez sur Axe vertical droit. Apportez ensuite les modifications souhaitées.
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