Tectonique et Géodynamique 5 Parts
publicité
5 Parts Tectonique et Géodynamique Part de G. Bokelmann Laboratoire de Tectonophysique, UM2 Part 1: Structure et Composition de la Terre • Ondes sismiques et temps de transfer • Vitesses sismiques • Le paramètre sismique et composition de la Terre • Structure thermique • Tomographie et structure 3D de la Terre • • • • • Structure et Composition de la Terre Plaques lithosphériques Plaques limites transformantes Dynamique du manteau Mouvement des plaques et forces motrices Structure de la Terre – comment peut-on la connaître? • Roches à la surface (géologie, géochimie) • Ondes qui propage a travers la Terre Ondes mécaniques (élastiques) Ondes électromagnétiques • Méthodes de potentiel Gravité Magnétique 1 Ondes sismiques Propriétés des ondes: λ = longueur d’ondes T = période T=λ/v avec vitesse v Rais sismiques Propriétés cinématiques : t = temps d’arrivée t= S ds =∫ v v Il y a deux différences pour la Propagation des ondes dans la Terre: 1) La Terre est solide (pour les ondes) 2) La vitesse n’est pas constante, Ondes/Rais dans la Terre S Ondes/Rais dans la Terre 2 types des ondes: P S T=∫ ds v (s ) 2 Rais dans la Terre Gradient de vitesse constante Les rais sont des circles. Zone de haut gradient de vitesse Triplication Triplications dans la Terre Paramètre de rai (ray parameter) p=dT/d∆ Zones de basse vitesse Phases sismiques 3 Trajectoires des phases sismiques Structure 1D Structure 1D: aussi • Croûte • Lithosphère • Asthénosphère Vitesses sismiques 4 κ+ µ 3 vp = ρ vS = µ ρ 4 κ Φ = v p 2 − vs 2 = 3 ρ κ= dp dρ ρ κ= module de compression µ = module de cisaillement ρ = densité Modèle PREM Densité dans la Terre Paramètre sismique Avec φ=κ/ρ=dp/dρ on peut calculer ρ(r) ….sous la supposition de •Pas de change de phase minéralogique •Homogéneité •Gradient de température adiabatique 4 Composition du manteau (« Birch’s law ») Densité dans la Terre Nombre moyen d’atoms Ondes de surface Ondes de volume/ondes de surface Ondes de Love Ondes de Rayleigh 5 Tomographie et structure 3D de la Terre T =∫ ds v(s ) Modèle tomographique Croûte océanique Croûte continental Wegener (1915) Ritsema and Allen 2003 6 Différence Continent - Océan Quelques résultats de la tomographie globale • Forte corrélation entre la structure du manteau supérieur avec la géologie du surface (différence continent – océan) • Différence continent – océan jusqu’à la zone de transition • Manteau inférieur à moins d’hétérogénéité à petit échelle sauf la région prés de la base 7 Structure thermique Carte des mésures du flux de chaleur • Flux moyen de chaleur: 82 mW/m 2 • Correction pour l’abondance des éléments radioactives dans la croûte • Extrapolation dans le profondeur • Couches limites • Gradient adiabatique de température • Solidus, liquidus Variations latérales du flux de chaleur Structure thermique Manteau inférieur Noyau extérieur Couches limites 8 Sensitivité dv/dT • dvs/dT = -3*10-4 km/sec/K Un changement de dT=100K est associé avec un changement de dvs= -0.5%. Les variations sont très grandes près de la base du manteau. 9
