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 . 1) Repérer par des flèches horizontales, sur le graphique, le début des 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. 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. Ces paramètres . L'étude à la surface de la Terre de l'arrivée et du temps de propagation d'une ou plusieurs des ondes d'un séisme permet de comprendre la structure interne de la Terre, avec la découverte du Moho et la mise en évidence du manteau et du noyau. Exercice 2 : La propagation des ondes sous le continent. a) Sur la courbe (a), repère les profondeurs où les changements brusques de vitesse des ondes P P indiquent une limite entre deux enveloppes différentes du globe terrestre. Celle-ci ne correspond à aucune limite ou discontinuité : on l'appelle LVZ (Low Velocity Zone). Si l'on étudie la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur de la Terre, ce qui correspond à étudier la rigidité des roches, on peut distinguer deux zones en surface : la lithosphère et l'asthénosphère. 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. On peut donc mettre en parallèle ce résultat avec la variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur et donc la différence de vitesse de propagation des ondes sismiques entre la croûte et le manteau ainsi qu'entre la croûte océanique et la croûte continentale. I Séismes et ondes sismiques. (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. Si on possède une barre de fer d'une bonne longueur (2m), en la plaçant sur un ou plusieurs becs . Ils permettent notamment de sonder les structures profondes de la Terre et d'étudier Vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur : géotherme océanique La vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction de la profondeur. On délimite ainsi une partie rigide de la Terre d'une . 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. Leur vitesse à différentes profondeurs a été calculée et l'on obtient le graphique suivant : 1/ Ecrire le titre de ce graphique. 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). Par exemple, les ondes se propagent d'autant plus rapidement que les roches sont froides et cassantes. 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 . Les ondes sismiques nous permettent de reconstituer de la manière suivante la structure de la Terre : La structure de la Terre. Compléter un schéma d'une portion de la Terre en profondeur. -entre le Moho et . Entre 0 et 30 km de profondeur, la vitesse des ondes est de 5 . . 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). Les discontinuités sismiques. La diminution de vitesse dans cette zone permet de dire que la péridotite est plus En fonction du matériau traversé, les ondes sismiques peuvent changer de vitesse et/ou de comportement. La vitesse de propagation d'une onde dans le manteau augmente de manière continue avec la profondeur. On met en relation cette variation de vitesse . C'est parce qu'elle est fonction de la densité des roches traversées et que celle-ci augmente avec la profondeur. La sismologie est l'art d'interpréter les enregistrements de mouvements du sol générés par les séismes (tremblements de terre). Sur certains (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 Moho est plus profond sous les océans, il est situé à 42 Km de profondeur environ. La diminution de vitesse observée est liée à une baisse . Matériel. Ces phénomènes sont décrits par les lois de Snell-Descartes. 4.1 I Décrivez les variations de vitesse des ondes P et S avec la . 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.. 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. 2.1 La structure du globe terrestre. 2/ Indiquer la profondeur à laquelle on observe une brusque augmentation de la vitesse des ondes sismiques. Les séismes sont dus à des ondes qui se déplacent . Crédits : Encyclopædia Universalis France. Question n°5 : A partir du document 9, déterminer le nom de la roche constituant le manteau. Attention le calcul le plus rigoureux est d'utiliser la longueur et le temps de parcours du rai sismique. La vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction des roches traversées. Ainsi on trouve : Vp = 1/0,1638 = 6,1 km.s -1. A l'interface de deux milieux, les ondes sismiques peuvent être: Augmentation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur (la . 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.. Vitesse moyenne propagation des ondes P en km.s-1 Roches . 1. La vitesse de propagation des ondes P et S dans le manteau du globe terrestre (profondeur inférieure à 2900 km) augmente avec la profondeur. Le géotherme Terrestre est la courbe décrivant l'évolution de la température en fonction de la profondeur au sein de la Terre. Les discontinuités sismiques. 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. Exercice 1. Les différences de vitesse des ondes sismiques qui se propagent le long de ce plan, par rapport à celles qui s'en écartent, permettent de distinguer : la lithosphère de l . Le graphique suivant représente la vitesse des ondes (ondes S) en fonction de la profondeur, sous les continents et sous les océans. Puis reporter chaque Vp en fonction de la profondeur maximale parcourue par les rais. Variation de la vitesse des ondes sismiques en fonc tion de la profondeur atteinte dans le manteau. 2) Repérer par des flèches verticales sur le graphique, les brusques changements de vitesse des ondes sismiques en profondeur. Le fichier téléchargé est au format ZIP. Si on possède une barre de fer d'une bonne longueur (2m), en la plaçant sur un ou plusieurs becs . Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s'établit selon un plan incliné. 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). par des trains d'ondes sismiques, en fonction du temps. 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. 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. Activité 2 : Étudier les variations de la vitesse des ondes sismiques pour connaître la structure de la Terre. 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. La vitesse des ondes S varie de . Les profondeurs du foyer des séismes de la fosse des Tonga. Re : vitesse de propagation des ondes sismiques. 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. L'interprétation de ces données sismiques . 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. 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. 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. Mais cette valeur est une moyenne mesurée en eau douce. 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. L'Homme a donc recours à d'autres outils pour connaître la structure interne de la planète. La vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur terrestre. Les variations de vitesse des ondes sismiques en profondeur permet de connaître la structure du globe. La limite inférieure des plaques. 3. 3- Indiquez la cause de cette brusque variation. La structure verticale des plaques. 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 . Activité 2 : Étudier les variations de la vitesse des ondes sismiques pour connaître la structure de la Terre. La comparaison de la profondeur atteinte lors des forages les plus profonds (1.8 km en milieu océanique et 12 km en milieu continental) avec le rayon du globe terrestre (6370 km) met en évidence la nécessité d'utiliser des méthodes indirectes (étude de la variation de la vitesse des ondes sismiques avec la profondeur). 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. Les données expérimentales (construction d' hodochrones) montrent que la vitesse des ondes sismiques S et P varie en fonction de la profondeur. À vous! 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 . 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. Variation de la vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur sous un continent. 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. Les ondes sismiques dans les profondeurs de la Terre. Doc. 4. Cependant cette profondeur encore à ce jour inégalée semble bien peu comparativement au 6371 km du rayon de la planète. En 1981, le modèle PREM a été proposé : il établit les vitesses estimées des ondes sismiques jusqu'au centre de la Terre. ( = limite croûte- manteau) 0.15cm soit 30 km 3) Indiquer à quelle profondeur se situe le début . Pour le non-spécialiste, les séismes sont assimilés aux catastrophes qu'ils occasionnent. Bonjour, la rigidité est un des facteurs intervenant sur la vitesse des ondes sismiques. de 2.18 à 2.54 g/cm3. 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 . Au voisinage des fosses océaniques, la distribution spatiale des foyers des séismes en fonction de leur profondeur s'établit selon un plan incliné. enregistrements de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur avec sérénité. 1) Expliquons pourquoi la vitesse des ondes est plus grande dans la partie profonde de la lithosphère. 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 . Niveau 2 : Consignes détaillées. • La propagation des ondes de volume en profondeur obéit aux lois de . Les premières ondes à arriver sont les ondes P (ondes de pression) et les ondes S (ondes de cisaillement ou shear wave ), qui sont . Le graphique ci-dessous présente la variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Selon ce . Les différences de vitesse des ondes sismiques qui se propagent le long de ce plan, par rapport à celles qui s'en écartent, permettent de distinguer : la lithosphère de l'asthénosphère. Grâce à l'étude de certains séismes du logiciel sismolog (édité chez Chrysis), il est possible de calculer la profondeur du Moho. Les ondes de volume (P pour premières et S pour secondes) se propagent en profondeur et . A l'aide des réponses aux questions, complète le texte à trous ci dessous. Les séismes ne peuvent se produire qu'au niveau des plaques lithosphériques car la lithosphère est rigide. Les ondes sismiques ne se propagent pas à la même vitesse dans toutes les roches du globe. Doc. 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. Calcul de la profondeur du Moho. atteindre 12 263 mètres de profondeur. La vitesse des ondes varie selon le matériau utilisé. En effet, la vitesse des ondes . A l'interface de deux milieux, les ondes sismiques peuvent être: Augmentation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur (la . Il doit être ouvert avec un logiciel de décompression (7-zip, WinZip) avant que les fichiers puissent être consultés. 3. La résolution et la profondeur de pénétration d'un profil sismique variera en fonction des paramètres de la source sismique utilisée, et en particulier de la longueur d'onde. Ensemble de documents permettant de travailler sur l'organisation géologique de la Terre en profondeur en milieu de cycle. 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. 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 . Dans le fer liquide du noyau externe, où μ est très petit, la vitesse est comprise entre 8 et 10 km/s. L'étude des ondes sismiques pour comprendre la structure interne de la Terre. Ensuite, complète les cases du schéma en bas de la page 2 de ton polycopié, sans . 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 . Les Ondes Sismiques LA VITESSE DES ONDES Le déplacement continu des plaques à la surface de la Terre engendre des contraintes. (b) Géotherme océanique évalué à 100 km de 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. 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. Pour la calculer, nous allons utiliser la formule : 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 . L'étude de la vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur a permis de distinguer la lithosphère et l'asthénosphère. L'étude de la vitesse de propagation de ces ondes sismiques est donc précieuse pour . 3 . Compléter un schéma d'une portion de la Terre en profondeur. La valeur connue de la célérité des ondes dans l'eau est de 1500 m.s⁻¹. Question n°5 : A partir du document 9, déterminer le nom de la roche constituant le manteau. N . LA PROPAGATION DES ONDES L‛enregistrement des ondes sismiques, partout à la . Repasse en rouge la (ou les) partie(s) de la courbe où la vitesse des ondes sismiques augmente. Un sismomètre de terrain par groupe (voir l . Comme les cas précédents, la courbe indique que densité et vitesse sismique évoluent dans le même sens. Calculer à l'aide d'un tableur chaque vitesse de propagation des ondes P (Vp). 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 . L'asthénosphère est située à une profondeur comprise entre 100 et 200 kilomètres, 100 km est la . Lévêque, 1980). Interprétation synthétique La densité des formations dans les différents puits est représentée en fonction de la vitesse de l'onde P (figure 3 . 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. 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. Chapitre 3 Phénomènes géologiques et risques naturels Ondes sismiques et structure de la Terre en profondeur. ondes sismiques en fonction de la profondeur = Manteau (Péridotite) Croûte océanique (Basaltes, gabbros) Croûte continentale (granitoïdes) Moho e Attention aux confusions ! Pour le sismologue, ils ont bien d'autres facettes. 2) Indiquer à quelle profondeur se situe la brusque variation des ondes sismiques. Une coupe au niveau de la fosse des Tonga. Vs = 1/0,2803 = 3,6 km.s -1. Ces modèles peuvent être testés en traçant les rais sismiques correspondant au modèle entré. Transcription. • 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 . . Ainsi, les ondes P passent de 8,5 km/s sous la croûte à 14 km/s à la base du manteau. enregistrements de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur avec sérénité. parcours et la profondeur max des rais sismique (info rais). 2- Décrivez ce qui se produit, du point de vue de la vitesse des ondes, à 30 km de profondeur. Il en existe 2 types ondes de compression (ondes P), ce sont les ondes es plus rapides, et elles sont . Cette brusque rupture de la roche entraîne la libération d'ondes mécaniques. 4- Indiquez le nom de la couche comprise entre 0 et 30 km de profondeur . La vitesse de propagation des ondes sismiques varie en fonction des roches traversées. 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. - les ondes de fond qui se propagent à l'intérieur de la Terre et peuvent être enregistrées en plusieurs points du globe. • La vitesse de propagation des ondes sismiques dépend de certains paramètres tels que la nature des matériaux, leurs propriétés mécaniques, la température. 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.