1 S: Structure de la TerrePlan du cours

Sources

Forage de Kola

Types de déformations

TP1: El Asnam

Différents types d’ondes

Structure de la Terre: bilan

Hodochrones

Trajets et noms des rais sismiques

TP2: Maquette laser: corrigé

Définitions

1S programme 2000 : Structure et composition chimique interne de la Terre

I. Prélever des échantillons du contenu de la planète.A) Récolte d’échantillons à l’affleurement.B) Récolte d’échantillons dans les exploitations minières et forages.II. Les séismes, une façon d’ausculter la Terre.A) Nature des ondes sismiques.

1) Les différents types de déformations de la matière solide:a) Elastiqueb) Plastiquec) Cassante.

2) Qu’est-ce qu’un séisme ?3) Renseignements apportés par les différents types d’ondes sismiques.4) Renseignements apportés par le trajet des ondes sismiques5) Exemple de la sismique réflexion et réfraction.6) Bilan des renseignements apportés par les ondes sismiques.

B) Les principaux réflecteurs sismiques.C) Indications sur la composition de l’intérieur de la Terre

1) Les zones liquides et solides.2) Indications sur la composition des roches3) Retrouver la composition du noyau terrestre Un échantillonnage indirect : les météorites de typeschondrites.

a) Rappel sur le scénario admis pour la naissance du système solaire.b) Les différents types de météorites.c) Calcul de la densité du noyaud) La composition du noyau.

Forage de Kola

Kola Superdeep hole près de Mourmansk 12267 m de profondeur

Google Earth69°23 ’N,30°36’E

(69.383333N,30.6E)près de Zapolyarnyy

Différents types de déformations

Déformation

Traction

Elastique

Plastique

Cassante

Failles

Champ de failles dans le Sahara algérien

Le séisme a eu lieu à El Asnam (Chlef)

S éisme El Asnam (10 octobre 1980)

Le sismographe est situé à Rognes près de Marseille.

La faille est une faille inverse

Photo http://www.ngdc.noaa.gov/seg/hazard/

El Asnam localisation de l’épicentre

Distance El Asnam Marseille: 900 km environ

Séisme El Asnam: P-S 85 secondes

Séisme inconnu: P-S 20 secondes

Distance approximative à l ’épicentre:

900*20/85 soient environ 200 km

Trajet d’un rai sismique

Milieu 1vitesse v1

Milieu 2vitesse v2v2 = 1,5 . v1

i

Angle d’incidence

r

Angle de réfraction

Trajets possibles pour un rai sismique

Séisme (entrée du « bruit ») Sismographe

Onde directe

Onde réfléchie

Onde « conique »

Surface

Milieu 1(vitesse v1)

Milieu 2(vitesse v2)

E S

h

= angle de réfraction limite

Hodochrones

Temps

Distance E-S

Onde directe

Onde réfléchie

Onde « conique »

2h/v1

Pente= 1/v1

Pente= 1/v2

Séisme (entrée du « bruit ») Sismographe

Onde directe

Onde réfléchie

Onde « conique »

Surface

Milieu 1(vitesse v1)

Milieu 2(vitesse v2)

E S

h

Exemples de trajets d’ondes sismiques dans la Terre

TraverseSe réfléchitsur

Notation du trajet

Le manteau

Le noyau

La graine

P

K c

I i

Exemple

P PK KI

Zone d’ombre

Maquette laser: corrigé

eau

air

Indice de l’air =1

Indice de l’eau =1,33

Vitesse dans l’air

Vitesse dans l’eau

=1,33

LVZ

Bilan: structure de la Terre

Divisions(bases sismiques)

Discontinuitéssismiques

Divisions(bases mécaniques)

10 à 30

100

300

700

2900

5000

6400

Profondeurkm

Croûte

Mohorovicic

Manteau

Noyau

Supérieur

Inférieur

Externe (liquide)

Graine (solide)

Lithosphère

Asthénosphère

Déformationélastique

Déformation réversible du milieu. Le matériau se déforme proportionnellement à lacontrainte exercée.

Déformationplastique

Déformation irréversible du milieu. La déformation n’est plus proportionnelle à lacontrainte

Déformationcassante

Déformation irréversible du milieu. Le solide se rompt et n’oppose plus de résistance.

Sismographe Appareil enregistrant les ondes sismiquesSismogramme Enregistrement produit par un sismographeOnde P Onde de compression (plus rapide donc Première)Onde S Onde de cisaillement (plus lente donc seconde). Elle est arrêtée par les liquides.Séisme Ebranlement résultant d’une rupture dans des roches (la contrainte exercée est devenue

suffisante pour que le matériau entre dans le domaine d’une déformation cassante).Hypocentre Point où se produit la rupture responsable d’un séisme.

Epicentre Point de la surface de la Terre à l’aplomb de l’hypocentre.Ep icen tre

H ypo cen tre

Lignes iso sé istes

Définitions Chapitre structure de la TerreNotion Définition

hodochrone Courbe correspondant à la relation entre temps mis par l’onde sismique pour arriver etdistance entre la source et le point de mesure

Réflecteursismique

Limite entre deux milieux qui conduisent les ondes sismiques à des vitesses nettementdifférentes.

Anglesd’incidence et deréfraction

M ilieu 1 (vitesse V1 )

M ilieu 2 (vitesse v2 > V1 )

A ng le d e ré fra ctio n

A ng le d ’ inc idence

Ra i sism iq ue

Moho Réflecteur sismique situé à la base de la croûte (vers 10 à 30 km)LVZ Zone partiellement fondue correspondant à peu près à l’asthénosphère. Elle forme la

limite inférieure de la lithosphère.Chondrite Météorites dont la composition, très homogène, reflète celle de la nébuleuse primitive qui

a donné naissance à tout le système solaire.Achondrite Météorites de compositions variées résultant de la fragmentation de petits astres

différenciés (ayant subi une fusion complète). Certaines ont une composition qui rappellele manteau (achondrites au sens strict)d’autres sont ferreuses et donnent une image dunoyau terrestre.

Définitions (suite)Notion Définition

Sources

Carte ouest méditerranée sismolog

Profil Ecors voir document Hatier TS p 320 et 321 pour l’interprétation

Vitesses ondes P et SDocuments pages 281 et 284 (Hatier 1ère S)