Corrigé

Barème
Notions attendues
Exercice 2A
/0.5
/0.5
/0.5
Le document A montre que le temps mis par les ondes L de surface pour arriver à une station est proportionnel à la distance
à l'épicentre alors que ce n'est pas le cas des ondes P et S : plus l'épicentre est loin, plus les ondes vont vite.
Or on sait que la vitesse des ondes dépend des propriétés du milieu qu'elles traversent, et qu'un changement de vitesse
traduit un changement de propriétés (densité, comportement mécanique, état).
Cela permet de dire que la surface du globe (la croûte) est homogène, alors que l'intérieur ne l'est pas.
/0.5
/1
/1
D'autre part, on observe une absence d'ondes S au delà de 11500 km et une zone d'ombre des ondes P entre 11500 et
15000 km. Le document B permet de l'expliquer.
Le document B montre le trajet d'ondes P et S depuis un foyer sismique. On observe que la zone d'ombre des ondes P
s'explique par l'existence d'une discontinuité à l'intérieur du globe. A l'arrivée sur cette discontinuité, les ondes sont
réfléchies (ondes PcP) ou réfractées (ondes PKP). Les ondes réfractées arrivent en des endroits au delà de 15000 km de
l'épicentre.
L'absence des ondes S n'est pas due à la seule présence de cette discontinuité. Elle montre qu'en-dessous de la
discontinuité il existe une enveloppe liquide qui empêche la propagation des ondes puisqu'on sait que les ondes S ne se
propagent qu'en milieu solide.
/0.5
/0.5
/0.25
/0.25
/0.5
/0.5
/0.5
Le document C permet de placer des discontinuités dans le globe en plus de celle qui a été vue dans le document B. En effet,
on sait que des changements importants de vitesse des ondes sismiques sont le signe d'une discontinuité
Vers 30 km, on note une augmentation de la vitesse des ondes sismiques. Il s'agit de la discontinuité de Moho, qui marque la
limite entre la croûte et le manteau.
Vers 100 km, la vitesse des ondes chute, marquant la limite entre la lithosphère et l'asthénosphère.
Vers 400 km, la vitesse des ondes augmente, marquant la fin de la LVZ.
A 700 km, on note une nouvelle augmentation de la vitesse des ondes, marquant la limite entre asthénosphère et
mésosphère.
Vers 3000 km, la vitesse des ondes P chute, les ondes S disparaissent, et la densité augmente brutalement. Cette limite est
la discontinuité de Gutenberg, séparant la mésosphère du noyau externe liquide.
Vers 5100 km, la vitesse des ondes P augmente, de même que la densité. Il s'agit de la discontinuité de Lehman séparant le
noyau externe du noyau interne.
/3
Schéma avec les discontinuités représentés et le nom des enveloppes (chaque erreur = -0.5 point)
Exercice 2B
/3
1. Volume d'une sphère = 4/3 πR3
Vt = 1.097.1021m3 Vn= 1.13.1020m3 soit 10% du volume terrestre
D'où Vm = Vt-Vn = 9.84.1020m3 soit 89% du volume total
Mm= MVm X Vm= 4100 X 9.84.1020= 4.03.1024Kg soit 67 % de la masse totale
Mn = MVn X Vn = 10000 X 1.13.1020= 1.13.1024Kg soit 19 % de la masse totale
/2
/0.5
/2
/0.5
2.
 On s'aperçoit que le fer se trouve dans le domaine du noyau et qu'il
est le seul (sauf le zinc et le cuivre qui peuvent se trouver à la
limite du domaine. Le fer est le principal constituant du noyau.
 Sa densité élevée explique l'importance en % du poids de la Terre.
 Le domaine correspondant sur le document 3 à une masse volumique
du manteau supérieur englobe les éléments chimiques Na et Al .Or
ce sont des atomes constitutifs des pyroxènes. De plus, la masse
volumique donnée pour le manteau est une moyenne, et on voit que
les autres atomes constituant les olivines et pyroxènes ont une
masse volumique proche. On peut donc concevoir que le manteau
supérieur est formé d'olivines et pyroxènes, c'est-à-dire de roche
péridotite.
 Leur densité moins élevée explique la moindre importance en poids
par rapport à son volume, du manteau en comparaison avec le noyau.
/2
3. 0.2784 M = (0.67M * 0.0466) + (0.33 M * C)
0.2784 M = 0.031222M+ (0.33 M*C)
C* 0.33M = 0.2784 M- 0.031222M
C = 0.247178 M / 0.33 M = 0.447178 / 0.33 = 0.7490 soit 74.90 % du noyau est composé de Fer.