La structure Interne de la Terre

La structure
Interne de la Terre

La structure interne de la Terre est répartie en plusieurs enveloppes successives, dont les principales sont
la croûte terrestre
le manteau
le noyau
A. Rappel
enveloppes peuvent être décomposées
représentation très simplifiée

Pour repérer ces couches, les sismologues utilisent les ondes sismiques, et une loi :
Une ÉCHOGRAPHIE NATURELLE du globe.
A. Rappel
« Dès que la vitesse d'une onde sismique change brutalement et de façon importante, c'est qu'il y a changement de milieu, donc de couche »

Cette méthode a permis, par exemple, de déterminer l'état de la matière à des profondeurs que l'homme ne peut atteindre. (Manteau profond - noyau)
les discontinuités
Mohorovic,
Gutenberg
Lehmann.
A. Rappel

Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales.
Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.
onde sismique ??????????????

Les ondes sismiques et leur étude
Sous l’effet des diverses contraintes,
un corps rocheux peut lentement accumuler de l'énergie
Sa brutale libération le long d’une faille par rupture, accompagnée d'un brusque mouvement relatif des deux compartiments rocheux qu’elle sépare et initiée en un point appelé foyer, engendre un séisme.

Les ondes sismiques et leur étude
De l’énergie est alors libérée sous forme de chaleur et de vibrations qui se propagent dans les roches de proche en proche, encore appelées
ondes sismiques.

Les FRONTS D’ONDE matérialisent les positions successives des matériaux qui entrent en vibration simultanément autour du foyer.
Les RAIS SISMIQUES symbolisent les directions de propagation des ondes et sont en tout point perpendiculaires aux fronts

Les SISMOGRAMMES
présentent toujours le même aspect avec trois grands types d’ondes
De multiples stations sismiques permettant l’enregistrement des ondes qui leur parviennent depuis n’importe quel foyer sismique.

catégories d’ondes
a. Les ondes de volume
b. Les ondes de surface

Elles se propagent à l’intérieur du globe.
a. Les ondes de volume
Les ondes P
Les ondes S
catégories d’ondes

catégories d’ondes
a. Les ondes de volume
Les ondes P
qui déplacent les particules parallèlement à leur direction de propagation,
primaires / compression-dilatation / ondes longitudinales
se transmettent dans les milieux solide et liquide
les plus rapides (6 km⋅s-1 près de la surface) et donc les premières à être enregistrées sur les sismogrammes.

catégories d’ondes
a. Les ondes de volume
Les ondes S
secondaires = ondes de cisaillement = ondes transversales
qui déplacent les particules perpendiculairement à leur direction de propagation
Leur vitesse est de 4,06 km⋅s-1.
Elles apparaissent en second sur les sismogrammes
ne se transmettent que dans des matériaux solides arrêtées par le noyau externe

catégories d’ondes
b. Les ondes de surface
Moins rapides que les ondes précédentes, mais avec une amplitude plus forte
les ondes de surface sont guidées par la surface de la terre.
Les ondes L (Love)(= constrictions)
Les ondes R (Rayleigh)(=déformations circulaires)

Leur déplacement est comparable à celui des ondes S sans le mouvement vertical.
Les ondes de Love se propagent
à environ 4 km.s.-1
catégories d’ondes
b. Les ondes de surface
Les ondes L (Love) (= constructions)

Elles caractérisent par un déplacement complexe
(mouvement à la fois horizontal et vertical).
catégories d’ondes
b. Les ondes de surface
Les ondes R (Rayleigh) (=déformations circulaires)

B. La structure sismique du globe
Les surfaces-limites sismiques traduisent

B. La structure sismique du globe
un changement de comportement thermo-mécanique des roches.
une différence d’état (l’état solide véhicule P et S, alors que l’état liquide ne véhicule que les ondes P) ;
un changement minéralogique important qui modifie la densité et les constantes élastiques du milieu ;
un changement thermique important qui modifie aussi la densité et les constantes élastiques ;

Ce changement peut être de nature
CHIMIQUE (changement de composition).
PHYSIQUE (densité, liquide/solide)
EN BREF:

Les autres informations concernant la structure et la composition interne de la terre proviennent de :
l’échantillonnage direct de la croûte terrestre ;
l’étude des morceaux de roches du manteau supérieur remontés par certains volcans ;
l’étude des météorites ;
les travaux expérimentaux de laboratoire (étude du comportement des minéraux du manteau à haute-pression haute –température)

Les enveloppes sismiques du globe.

- sur la base des discontinuités majeures des vitesses des ondes sismiques
la variation brusque de la vitesse des ondes sismiques du globe terrestre permet de distinguer
DE L’EXTÉRIEUR VERS L’INTÉRIEUR

Preliminary Reference Earth Model
PREM

Ce premier modèle sismologique de structure interne de la Terre, à symétrie sphérique est organisé en 04 couches concentriques présentant chacune une signature sismologique propre :
la croûte, le manteau,
le noyau externe et le noyau interne.
Toutes ces couches sont solides, à l'exception du noyau externe liquide.

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