Deux types de croûtes terrestres définies et différenciées par la... TP1 CORRECTION Partie 1 : le globe est constitué de couches concentriques

TP1
Deux types de croûtes terrestres définies et différenciées par la sismologie
CORRECTION
Partie 1 : le globe est constitué de couches concentriques
! La mise en évidence de l’existence de plusieurs couches concentriques grâce à l’étude des ondes
sismiques (sismolog)
• Etape 1 : guidée
" Un modèle à une couche : modélisation des rais sismiques (ici ondes P)
La vitesse augmente avec la profondeur parallèlement à l’augmentation de la densité.
X : arrivée des ondes P à chaque station.
Le modèle "Une couche" présente une sphère
homogène mais où la vitesse des ondes augmente
proportionnellement avec la profondeur, les rais sont
incurvés :
Distance
au séisme
mesuré
en degrés
angulaire
Temps d’arrivée des ondes P (#en fonction de la distance)
!
Décalage, saut = retard d’arrivée
après 100,8°, indique un
ralentissement des ondes P

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
" 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 : $
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)
Rayon laser
(modélise la position du
séisme)
Double réfraction (des
ondes P)
142°
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
P!
S!
Croûte'
+'
Manteau'
supérieur'rigide'
='
LITHOSPHERE'
Manteau'supérieur'ductile':'asthénosphère'
Manteau'inférieur'solide'
Noyau'externe'liquide'
Noyau'interne'solide'

Le globe terrestre est donc organisé en couches concentriques :
Croûte
Lithosphère
Rigide
Moho
Manteau
Supérieur (lithosphérique)
Supérieur (asthénosphérique)
Ductile
Inférieur
Solide
Gutenberg
Lehmann
Noyau
Externe
Liquide
Interne
Solide
Partie 2 : la croute : une couche rigide délimitée par une discontinuité
! 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
" 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
" 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

Interprétation à compléter :
Légendes :
% : Ondes directes (P)
% : Ondes indirectes, réfléchies (PMP)
% : 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.
ONDES'
PMP'