Chapitre n°2

Chapitre n°2
Interprétation des
différences entre
océans et continents.
Introduction
• À partir de la distribution bimodale des
altitudes terrestres, Wegener avait
supposé que la croûte terrestre était
constituée de deux croûtes bien
distinctes :
• une croûte continentale « légère »
• une croûte océanique « plus dense ».
• II est actuellement possible de préciser
cette distinction.
I- une connaissance plus précise
de la croûte terrestre.
• 1) l’étude sismique de la croûte terrestre.
a) une nouvelle discontinuité: le moho.
• En 1909, suite au séisme de Zagreb, Mohorovicic
remarque que les stations proches de l'épicentre
(quelques centaines de kilomètres) reçoivent des
ondes directes mais aussi de nombreux échos
rapprochés de ces ondes.
Il les interprète comme le résultat de réflexions des
ondes sur une surface de discontinuité peu profonde
(appelée aujourd'hui le Moho).
Elle marque la
limite
sismique
entre la croûte
terrestre
(océanique ou
continentale)
et le manteau.
Correction de
l’exercice
Distance épicentrale � = 63,3 km.
Heure du séisme : 3 h 12 min 04 s.
Arrivée des ondes P à 3 h 12 min 15,580 s.
Arrivée des ondes PMP à 3 h 12 min 18,540 s.
Toutes les
ondes ont
démarrées à
3h 12 min 04
s
Ondes P :
3h 12 min
15.580s
Temps mis par les ondes P pour parcourir d: 11, 58s.
Temps mis par les ondes PMP pour parcourir la distance
rouge: 14, 54s.
Selon le théorème de Pythagore: h2+( d/2)2 = hypoténuse
2
Calcul de la distance parcourue par les ondes PMP:
D= v x t soit 6 x 14.54 = 87.24 km
Sachant que les angles sont égaux , l’hypoténuse est ½ x
87.24 = 43.62 km
On applique le théorème de Pythagore:
H2 = (43.62) 2 – (31.65 ) 2 soit 900.98 km
Donc h
= 30 km
Ondes PMP
3h 12min
18.540s
b) Les apports de la
sismique réfraction
Voir fiche technique p
401
À partir des techniques
de sismique réflexion,
qui consistent à émettre
des ondes sismiques
dans le sous-sol et à
étudier les échos
recueillis, il est possible
de localiser des
discontinuités , de
mesurer la vitesse de
propagation des ondes
dans les milieux
traversés d'autre part.
On explore ainsi la
structure géologique du
c) La profondeur du
moho
Les études de sismique
réfraction montrent que
selon les zones
géographique le Moho a
des profondeurs
différentes.
Sa profondeur est
variable:
7 à 12 km sous
les océans
30 à 40 km sous
les continents (et
jusqu'à 70 km sous
les chaînes de
Chaque réfraction correspond au passage dans un milieu où la
vitesse de propagation des ondes accélère. A quoi sont dues
ces variations de vitesse ?
•
•
•
•
•
Questions – Que traduit ce graphique ? Évolution de la vitesse des ondes sismiques en
fonction de la densité des matériaux
Comment a-t-on procédé pour obtenir les valeurs représentées par chaque point rouge ?
Données de laboratoire – soumet un échantillon à des ondes sismiques puis mesure la
vitesse de propagation des ondes au sein de cet échantillon.
En fonction de quoi varie la vitesse : constate proportionnalité entre densité et vitesse –
vitesse augmente avec la densité du matériau
Appliquer données de laboratoire au problème posé : la vitesse augmente en fonction de
la profondeur on peut en déduire que la densité des matériaux augmente avec la
profondeur
c) Des vitesses de
propagation
différente
La vitesse des ondes P, par exemple,
est de l'ordre de:
v= 6 km. s-1 dans la croûte
continentale,
v= entre 6,5 et 7 km.s-1 au
sein de la croûte océanique ;
dans le manteau sousjacent, elle dépasse 8 km .s-1.
Il est donc désormais
possible de distinguer
précisément croûte
continentale, croûte
océanique et manteau
supérieur.
Les ondes P et S accélèrent avec la profondeur,
elles traversent un milieu non homogène. La Terre
peut être considérée comme constituée de couches
concentriques. Chaque couche est séparée de la
suivante par une limite où les rais sont réfractés. La
succession de ces réfractions donne un aspect
courbe aux rais sismiques.
La densité des matériaux de la Terre augmente
avec la profondeur.
La Terre est formée d’un ensemble de couches
concentriques de densité croissante avec la
profondeur.
II- l’étude des roches de
la « terre solide ».
1) Les roches de croute
océanique.
Elle est essentiellement
composée de gabbros
et de basalte.
Dans sa partie superficielle,
présence de basalte,
roche microlitique.
Dans sa partie plus
profonde, présence de
gabbros, roche grenue.
Densité: 2.9 à 3
Même composition
chimique et même
minéraux
principalement
composé de O, Si, Fe et
Mg ( SIMA)
Feldspath
olivine
pyroxène
2) Les roches de
croute
continentale.
Les roches continentales
qui affleurent à la surface
du sol sont très
variées( roches
sédimentaires,
métamorphique) et
dépendent des régions
mais les roches
profondes sont
constituées
essentiellement du
granite.
Roche grenue composée
de feldspath, quartz,
micas
Eléments chimiques
majoritaires : O, Si, Al, K
3)
Les roches du manteau
sous- jacent.
Roche souvent inaccessible,
on dispose cependant
d’échantillon du manteau
remontés par du magma.
Le manteau supérieur est
formé de péridotites, roches
grenues constituées de
minéraux ferromagnésiens:
olivines et pyroxènes.
Éléments chimiques
majoritaires: O, Si, Mg, Fe
Densité: 3.2
Conclusion: schéma bilan
Basalte et
gabbro
Lithosphère
océanique 80 à
90km
péridotite
Structure superficielle du globe terrestre