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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)