TP 2 : Les apports de la sismologie dans la connaissance de la ...

Partie A. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
TP 2 : Les apports de la sismologie dans la connaissance de la structure
interne du globe A l'époque de Wegener (1912), les connaissances relatives à la
composition et à la structure du globe demeurent très limitées.
Les apports de la sismologie vont permettre d'aller plus loin dans
la connaissance de la structure interne de la Terre. Objectif : montrer que les données sismiques ont permis de mieux connaître
la structure profonde du globe.
Partie 1 : Etude de sismogrammes [pic] A partir du séisme de Lorca, qui a eu lieu en Espagne, à 230 km au sud de
Valencia, le mercredi 11 mai, de magnitude 5,1 sur l'échelle de Richter, et
qui a fait 9 victimes. - Utiliser la fiche protocole pour faire apparaître les 3 sismogrammes
demandés.
- Compléter le tableau bilan en indiquant le temps d´arrivée des ondes P et
S à chaque station.
- Calculer la vitesse de propagation des ondes P et S.
( Appeler le professeur pour vérifier
Partie 2 : Mise en évidence d'une limite manteau - noyau |[pic] |[pic] |
B. Gutenberg a mis en évidence une « zone d'ombre » c'est-à-dire une
zone située entre 105° et 144° de distance angulaire de l'épicentre, où les
ondes P ne sont pas enregistrées.
- Quelle(s) hypothèse(s) pouvez vous formuler concernant
l'absence de réception des ondes P dans cette zone d'ombre ?
- Expliquer à l'aide du logiciel la présence de cette zone d'ombre. Matériel : logiciel de modélisation « Sismolog » et sa fiche technique
« partie 2 » Partie 3 : Mise en évidence d'une limite noyau externe - noyau interne |[pic] |Inge Lehmann, en 1936, a remarqué, contrairement à |
| |Gutenberg, que la « zone d'ombre » ne l'était pas tout à |
| |fait et que des ondes P tardives pouvaient y être |
| |enregistrées. |
| | |
| |- Quelle(s) hypothèse(s) pouvez vous formuler pour |
| |expliquer l'arrivée de ces ondes P tardives dans la zone |
| |d'ombre ? |
| | |
| |- Vérifier à l'aide du logiciel la présence de ces ondes |
| |P tardives. |
| | |
| | |
| |Matériel : logiciel de modélisation « sismolog » et sa |
| |fiche technique « partie 3 » | Tableau bilan des résultats : |T0 = |LIMF |NCDS |SPVF |
| |Limoges |Naples |Sète |
|Distance moyenne des | | | |
|stations / épicentre (Lorca)|942 km |1418 km |760 km |
| | | | |
|Temps d'arrivée des Ondes P | | | |
| | | | |
|(en sec) | | | |
|Vitesse des ondes P | | | |
|(en km/sec) | | | |
|Temps d'arrivée des Ondes S | | | |
| | | | |
|(en sec) | | | |
|Vitesse des ondes S | | | |
|(en km/sec) | | | |
|[pic] |[pic] |
> zone d'ombre entre 105° et 142° : le rai qui arrive à 105° est tangent
à la discontinuité; le rai immédiatement plus profond se réfracte 2
fois et apparaît à 183°.
> les rais suivants se réfractent à des distances angulaires comprises
entre 183° et 142°.
> Cependant des ondes faibles et tardives arrivent dans la zone d'ombre,
elles résultent d'une réflexion sur la discontinuité de Lehman
[pic]
Tableau des résultats : - sélectionner les composantes « Z » des stations
suivantes : LIMF (Limoges), NCDS (Naples) et SPVF (Sète). 2846 sec
|T0 = 16h47min26sec|LIMF |NCDS |SPVF |
| |Limog | | |
|Distance moyenne |942 km |1418 km |760 km |
|des stations / | | | |
|épicentre | | | |
|T Ondes P |49min29sec=2969 sec|50min29sec=3029 |49min07sec=2947 |
| | |sec |sec |
|Vitesse des ondes |942/123=7,6 km/sec |1418/183=7,74 |7,52 |
|P | | | |
|T Ondes S |51min05sec=3065 |52min49sec=3169 |50min26sec=3026 |
|Vitesse des ondes |942/219=4,3 |4,39 |4,2 |
|S | | | | Localisation de l'épicentre et des 3 stations d'enregistrement [pic]
Fiche protocole permettant d'étudier les sismogrammes - Aller sur le site « Sismo à l'école » à l'adresse : www.edusismo.org/
- Puis « données », « sismogrammes sélectionnés par le réseau »,
sélectionner l´année 2011 puis valider, sélectionner le sismogramme
concernant au séisme de Lorca, du 11 mai.
- Sélectionner les composantes « Z » des stations suivantes : LIMF
(Limoges), NCDS (Naples) et SPVF (Sète), puis en bas de page « valider ». Les 3 sismogrammes apparaissent dans une nouvelle fenêtre avec
l´application « SeisGram2K ».
- Dans « Affichage », Activer le temps de parcours et le mode expert.
- « synchroniser les traces », « verrouiller l´alignement » et afficher les
phases théoriques des ondes P et S, puis appliquer.
- Noter le temps T0 de début du séisme, le temps d´arrivée des ondes P et S
aux stations.
Fiche technique du paramétrage du logiciel de modélisation « Sismolog » Partie 2 :
Ouvrir le logiciel « Sismolog » puis cliquer sur « Modèle de Terre ».
Dans « option » sélectionner « ondes P », « réfractées » et « pas à pas ».
Dans « affichage » cliquer sur « globe » et « vitesse »
Cliquer sur la flèche ? et sélectionner « modèle à deux couches + saut ».
Cliquer sur le crayon « rai » et cliquer sur « oui » pour observer la
modélisation de la propagation des ondes P à l'intérieur du globe. Partie 3 :
Dans « option » sélectionner « ondes P », « réfractées » et « pas à pas ».
Dans « affichage » cliquer sur « globe » et « vitesse »
Cliquer sur la flèche ? et sélectionner « modèle vrai ».
Cliquer sur le crayon « rais » et cliquer sur « oui » pour observer la
modélisation de la propagation des ondes P à l'intérieur du globe. [pic]