Partie 1 : Lactivit interne du globe terrestre

CHAPITRE 1 LES SEISMES : EFFETS ET CAUSES

I] Les manifestations dun sisme

Comment un sisme se manifeste-t-il ? Rseau national de surveillance sismique RNaSS Strasbourg http://renass.u-strasbg.fr/

Activit 1 : Etude du tremblement de terre survenu Java le mercredi 2

septembre 2009 1. Indiquer, partir des documents, les diffrentes manifestations observes lors d'un

sisme. 2. Indiquer, partir des documents, les diffrentes consquences d'un sisme. 3. Noter les mots de vocabulaire lis aux sismes.

Vido : Journal de TF1 http://videos.tf1.fr/jt-20h/java-frappe-par-un-seisme-4686278.html

Vido : Journal de France 24 http://www.france24.com/fr/20090902-Indonesie-seisme-ile-java-alerte-tsunami-destruction-batiments

Communiqu : AFP

Un sisme de magnitude 7 a frapp mercredi l'ouest de l'le indonsienne de Java, tuant au moins 23 personnes et dtruisant des dizaines de btiments, selon un nouveau bilan tabli dans la soire par les autorits. La plupart des victimes ont pri "lorsque leur maison s'est effondre" entirement ou partiellement, a expliqu un porte-parole de l'Agence indonsienne de gestion des

catastrophes, Priyadi Kardono, l'AFP. Le tremblement de terre, enregistr 14H55 (07H55 GMT), a plus ou moins fortement endommag des dizaines de btiments dans plusieurs localits de l'ouest de Java, dont Cianjur, Sukabumi et Tasikmalaya, o une jeune fille de 13 ans a trouv la mort. Des maisons de Cianjur ont t ensevelies par un glissement de terrain, selon M. Kardono. A Batu Karas, une ville ctire, "les gens ont quitt prcipitamment leurs logements" lorsque la terre a fortement trembl, a tmoign Dorus Susanto, un rceptionniste d'htel, g de 26 ans. "Plusieurs maisons et la mosque ont t endommages", a-t-il prcis. L'picentre du sisme a t localis dans l'ocan Indien, environ 200 km au sud de Jakarta, la capitale, et une profondeur de 49 km, a indiqu l'Institut gologique amricain (USGS). Sa magnitude a d'abord t estime 7,4 avant d'tre value 7 par l'USGS. Elle a t value 7,3 par l'Agence indonsienne de mtorologie et de gologie. Une alerte au raz-de-mare a t dclenche pendant une trentaine de minutes avant d'tre leve. "Il y a eu un tsunami au large de (la ville ctire) Tasikmalaya, mais il n'tait que de 20 cm, ce qui est insignifiant", a expliqu Suharjono, responsable technique l'Agence indonsienne de mtorologie et de gophysique. Des bureaux et des centres commerciaux y ont t vacus pendant une quinzaine de minutes, a constat un journaliste de l'AFP. "C'tait impressionnant. Le sol a trembl et des personnes ont cri. J'ai enlev mes chaussures talon et j'ai couru pour sortir dehors", a racont Rini, une tudiante de 18 ans qui faisait des courses dans un grand centre commercial de la capitale.

Bilan : Un sisme ou tremblement de terre est une brve secousse plus ou moins violente du sol. Les sismes se manifestent par des dformations la surface de la Terre et peuvent entraner des modifications la surface de la terre : fissures dans le sol, tsunami La magnitude fournit la quantit d'nergie dgage lors du tremblement de terre. II] Une action distance

Comment expliquer que les sismes sont ressentis distance ?

1) La propagation des ondes sismiques

Activit 2 : Modlisation dun sisme 1) Faire un schma de lexprience ralise.

2) Dcrire ce que la personne qui la main pose sur la table ressent. La table vibre. 3) Indiquer ce qui arrive aux morceaux de papier poss sur la rgle.

Les morceaux de papier tombent. 4) Indiquer quelle est la cause de ces manifestations. Le coup appliqu sur la table. 5) Expliquer le phnomne observ.

Le coup port sur la table va entraner la formation de vibrations qui vont se propager dans la table puis dans la rgle, ce qui entrane la chute des morceaux de papier. 6) A laide de cette modlisation, proposer une hypothse expliquant pourquoi un sisme

peut tre ressenti loin de lendroit o il a provoqu des dgts. Je suppose que les ondes sismiques qui provoquent les dgts lors dun sisme peuvent se propager dans le sol et ainsi tre ressenti ailleurs que sur le lieu du sisme.

Bilan : Les sismes correspondent des ondes qui se propagent dans le sol. On les nomme ondes sismiques.

2) Recherche de la cause des vibrations en surface

Activit 3 : Recherche des causes dun sisme Comment expliquer la cause des manifestations observes au cours dun sisme ? 1) A laide des informations extraites du livre de SVT, indiquer quelle structure gologique

est lorigine des sismes ? Une faille. 2) Lgender le document ci-dessous avec les mots suivants : picentre, foyer.

3) Dessiner les ondes sismiques et quelques dgts quelles peuvent occasionner. 4) En quelques phrases, expliquer ce qui se produit lors dun sisme.

Le sisme dbute au foyer. Les ondes sismiques se propagent depuis le foyer dans toutes les directions. Lpicentre qui se trouve la verticale du foyer et lendroit o le sisme est le plus ressenti et o les dgts sont les plus importants. 5) A-t-on rpondu au problme pos ? Quelle question peut-on se poser ?

Non, nous avons mis en vidence que lorigine du sisme se situe au niveau du foyer, mais nous pouvons encore nous interroger sur les vnements qui prennent place au niveau du foyer et qui provoquent lapparition dondes sismiques.

Bilan : On appelle foyer le point o dbute le mouvement c'est--dire la zone dorigine des vibrations. L'picentre est la projection du foyer sur la surface de la terre (le point de la surface du globe la verticale du foyer) et correspond au lieu o la secousse est maximale. En gnral, cest au niveau de lpicentre quil y a le plus de dgts (dformation du sol, destruction de matriel). III] La naissance des ondes sismiques

Quelle est lorigine des ondes sismiques ?

1) Lorigine des ondes sismiques

Activit 4 : Le sisme de Sumatra survenu le 26 dcembre 2004 Un sisme est survenu le dimanche 26 dcembre 2004 au sud-ouest de Sumatra. Il sagit du 5me sisme le plus violent depuis 1900. Le tsunami (raz de mare) provoqu par ce sisme a touch les ctes de plusieurs pays et sest avr plus meurtrier que les vibrations induites directement par le sisme. Daprs le rseau de surveillance sismique du Centre Sismologique Euro-mditerranen, lpicentre du sisme de Sumatra se situe environ 250 km au sud/sud-est de Banda Aceh. Le foyer du sisme est une profondeur de lordre de 33 km. Le mcanisme qui a dclench le sisme est li la rupture des roches sur un segment de faille qui a provoqu une onde de choc.

1) A laide du texte, indiquer les mcanismes lorigine du sisme. Les sismes sont causs par la rupture des roches du sous-sol au niveau dune faille.

2) Complter le schma de lactivit 3, en indiquant le mcanisme lorigine du dclenchement des ondes sismiques.

2) Les causes de la rupture des roches

Activit 5 : Modlisation de la rupture des roches 1) Indiquer les caractristiques de la rgle ?

La rgle en plastique est capable de reprendre sa forme de dpart aprs une dformation : elle possde donc une certaine lasticit.

2) Dfinir le terme contrainte Force applique un endroit du matriau

3) Dans quelles conditions lieu la rupture de la rgle ? Lors de la rupture de la rgle, il y a un bruit et les morceaux de rgle sont violemment projets. Lnergie qui a t mise actionner le pistolet a t stocke au point de contact du pistolet et de la rgle et t brutalement libr au moment de la rupture. La cassure se produit quand la contrainte exerce est suprieure au seuil de rsistance de la rgle.

4) Si lon place un capteur sur la rgle, voici ce quil enregistre instantanment aprs la rupture. Dcrire ce que provoque la rupture de la rgle

La rupture de la rgle provoque la formation donde qui se propagent dans la rgle.

5) Indiquer le phnomne sismique mis en vidence par ces manipulations Des contraintes importantes s'exercent en permanence sur les roches. Ce qui conduit une accumulation dnergie qui finit par provoquer la rupture des roches en profondeur. Cette rupture provoque la naissance dondes sismiques.

6) Quelles sont les limites du modle ? La rsistance de la rgle. Lchelle (les roches sont soumises un champ de contraintes de grande ampleur) Exprimentation en milieu arien.

Bilan : Les roches sont soumises en permanence a des contraintes. Les roches ont alors tendance se dformer. Quand la roche ne peut plus rsister, elle cde librant ainsi lnergie accumule sous forme dondes sismiques. Le lieu de la rupture est appel foyer. Les sismes rsultent dune rupture brutale des roches en profondeur et se manifestent par des dformations la surface de la Terre.

IV] La propagation des ondes sismiques

Document dappel : http://renass.u-strasbg.fr/

Activit 6 : Le sisme dIzmit, 17 aot 1999, logiciel Seismic Waves Caractristiques du sisme : Magnitude : 7,8 sur lchelle de Richter Epicentre : Izmit (Turquie) Profondeur du foyer : 17 km Ce sisme de faible profondeur a t ressenti dans lensemble de la Turquie, en Grce et en Bulgarie.

1) Indiquer si la station de surveillance des sismes de Saint Sauveur en France a pu dtecter et enregistrer le sisme.

Bien quil nait pas t ressenti par les franais, le sisme dIzmit a t dtect par la station de St Sauveur.

2) Indiquer les autres stations de surveillance des sismes rparties sur Terre qui ont pu enregistrer le sisme.

Toutes les autres stations ont pu enregistrer le sisme des intervalles de temps plus ou moins long.

3) Expliquer pourquoi il est possible pour une station de surveillance des sismes de dtecter un sisme alors que celui-ci nest pas ressenti par lhomme.

Les ondes sismiques qui naissent au niveau du foyer se propagent dans tous le globe terrestre. Mais comme leur nergie diminue quand elles sloignent du foyer elles ne provoquent plus de dformation perceptible par lhomme mais uniquement par les stations de surveillance.

Bilan : A partir du foyer, la dformation provoque par la rupture des roches se propage sous forme d'ondes sismiques dans lensemble du globe terrestre. Ces ondes peuvent tre enregistres au niveau des stations de surveillance par un appareil appel sismomtre. V] La rpartition mondiale des sismes (livre p. 170)

Sommes-nous tous gaux devant la probabilit de survenue dun sisme ?

Activit 7 : La rpartition des sismes la surface de la Terre 1) Livre p. 170 : Dcrire la rpartition des sismes dans le monde.

La rpartition des sismes est ingale la surface du globe : il existe de vastes rgions sans sisme et dautres o la sismicit est importante. Une partie des sismes survient dans le pourtour du pacifique. Une autre partie se situe sur une bande qui stend de la Mditerranes la Chine : dans les chanes de montagnes. Enfin le reste se situe sur des lignes qui serpentent au milieu des ocans.

2) Livre p. 170 : Indiquer deux rgions o lon nobserve pas de sismes et prciser leur localisation. Dans les dserts, en Sibrie.

3) Doc. 3 et 5 p. 171 : Dcrire le relief associ aux sismes localiss au niveau de locan Atlantique. Indiquer le nom donn ce relief. Ce relief ressemble des montagnes sous marines, appeles dorsales.

4) Doc. 3, 4 et 6 p. 171 : Dcrire les reliefs associs aux zones o surviennent de nombreux sismes. Les montagnes, le pourtour de locan Pacifique, les dorsales ocaniques.

5) Bilan : Rsumer en deux phrases comment sont rpartis les sismes la surface de la Terre. Les sismes ne se produisent pas au hasard la surface du globe. Ils se rpartissent dans les chanes de montagnes terrestres et marines ( = dorsales), et au niveau des fosses ocaniques.

Bilan : Les sismes ne sont pas rpartis au hasard la surface de la Terre : la plupart des picentres des sismes sont aligns. Certaines zones ne prsentent pas de sisme, dautres sont plus exposes aux tremblements de terre. Ils se produisent principalement :

- autour de locan Pacifique au niveau des fosses ocaniques - au niveau des chanes de montagnes (Himalaya, Andes) - au niveau des fonds ocaniques le long de reliefs sous marins appel dorsales

CONCLUSION :

Schma bilan : Roches soumises des contraintes

Accumulation dnergie

Rupture des roches au niveau du foyer

Libration dnergie

Propagation des ondes sismiques

Enregistrement par les stations de surveillance Dgts possibles

Lorigine dun sisme est la rupture brutale en profondeur, le long dune faille, des roches soumises une forte contrainte. Lnergie accumule est libre au foyer lors dun sisme sous forme dondes sismiques qui se propagent dans toutes les directions en sattnuant. Les effets en surface dun sisme sont plus ou moins importants. L'picentre est la projection du foyer sur la surface de la terre (le point de la surface du globe la verticale du foyer) et correspond au lieu o la secousse est maximale.