Deux types de croûtes terrestres définies et différenciées par la sismologie CORRECTION TP1 Partie 1 : le globe est constitué de couches concentriques 8 La mise en évidence de l’existence de plusieurs couches concentriques grâce à l’étude des ondes sismiques (sismolog) • Etape 1 : guidée Ø Un modèle à une couche : modélisation des rais sismiques (ici ondes P) Le modèle "Une couche" présente une sphère homogène mais où la vitesse des ondes augmente proportionnellement avec la profondeur, les rais sont incurvés : La vitesse augmente avec la profondeur parallèlement à l’augmentation de la densité. X : arrivée des ondes P à chaque station. Distance au séisme mesuré en degrés angulaire Décalage, saut = retard d’arrivée après 100,8°, indique un ralentissement des ondes P Temps d’arrivée des ondes P (ìen fonction de la distance) Observations : A partir de 100,8°, on observe un ralentissement des ondes, cela suggère un changement de milieu (nature, état, propriété ?) qui a modifié la vitesse des ondes. Ces observations sont-elles en accord avec vos observations précédentes ? Cela remet en question un modèle homogène de la structure interne du globe : présence d’au moins une autre couche en profondeur. Etape 2 : en autonomie Ø Un modèle en 2 couches avec « saut » (2 milieux différents) Double réfraction des ondes P : - disparition des ondes P - ralentissement du temps d’arrivée La courbe des temps d'arrivée des ondes P aux stations en fonction de leurs distances épicentrales (hodochrone) se dessine, avec un saut de 5 mn entre 100,8° et 115,8°. Le modèle "2 couches + saut" proposé pour les ondes P est conforme aux pointés enregistrés précédemment : n Vitesse des ondes en fonction de la profondeur Chute de la vitesse des ondes P : milieu différent : présence d’une discontinuité à 2900 Km Disparition des ondes S : milieu liquide Ré-accélération des ondes P : milieu solide et plus dense Il existe donc à 2900 Km de profondeur une couche de matériel à l’état liquide : le noyau externe, délimité par une discontinuité : la discontinuité de Gutenberg A l’intérieur, (+ de 5000 Km), un noyau interne solide, délimitée par la discontinuité de Lehman. Etape 3 : modèle analogique (Zone d’ombre : https://vimeo.com/66800727) Rai réfléchi (ondes P, sur la discontinuité de Gutenberg) Double réfraction (des ondes P) 142° Rayon laser (modélise la position du séisme) Zone d’ombre 105° BILAN : après l’animation projetée : http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0030-1 Complétez le schéma de la structure du globe Croûte Manteau supérieur ductile : asthénosphère + Manteau supérieur rigide = LITHOSPHERE Manteau inférieur solide Noyau externe liquide Noyau interne solide P S Le globe terrestre est donc organisé en couches concentriques : Croûte Manteau Noyau Supérieur (lithosphérique) Supérieur (asthénosphérique) Inférieur Externe Interne Lithosphère Rigide Ductile Solide Liquide Solide Moho Gutenberg Lehmann Partie 2 : la croute : une couche rigide délimitée par une discontinuité 8 La mise en évidence de l’existence d’une discontinuité à la base de la croûte, grâce à l’étude des sismogrammes. (sismolog) • Etape 1 : guidée Ø Etude des tracés (sismogrammes) d’un séisme (Savoie 19/01/91) OGO9 : station la plus proche Observations : X : arrivée des ondes P, / : arrivée des ondes S Les ondes S, plus lentes arrivent avec un retard évalué en affichant les temps de référence • Etape 1 : en autonomie Ø Etude du OGO2 : station plus éloignée Observations : on observe, après correction que entre l’arrivée des ondes P et S, un nouveau train d’ondes P est enregistré ???? Ce sont des ondes PMP, quelle est leur origine ? On doit imaginer l’existence d’une surface de discontinuité, en profondeur, à la base de la croûte et qui réfléchit les ondes P ONDES PMP Interprétation à compléter : Légendes : à : Ondes directes (P) à : Ondes indirectes, réfléchies (PMP) à : Ondes réfractées parallèlement à la discontinuité, transmises dans un milieu où la vitesse accélère (densité supérieure) (observables uniquement à une certaine distance de l’épicentre) En supposant la vitesse des ondes P connue et constante dans la croûte, il est possible de calculer l’épaisseur de la croûte et donc la profondeur de cette discontinuité, dans la région du séisme. Vitesse des ondes P : 6 Km/sec Depuis académie de grenoble.fr !Exercice 6 page 128 (voir rubrique correction) BILAN : après l’animation projetée, http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0031-1 Complétez le schéma de comparaison des croûtes continentale et océanique. Milieu continental Milieu océanique Lithosphère Croûte Manteau Lithosphérique Asthénosphère Lithosphère Croûte Manteau Asthénosphère lithosphérique Bilan : Epaisseur de la croûte : 30 Km en moyenne Granitique Epaisseur de la lithosphère : 100 Km Epaisseur de la croûte : 7 Km Basaltique Epaisseur de la lithosphère : 70 Km