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Ancien sismographe Chinois

Ondes sismiques et structures internes Ondes sismiques et structures internes de la Terrede la Terre

Sismographes

Vertical

Horizontal

Potence solidaire du solPendule « inerte »

1) Sismographe vertical 2) Sismographe horizontalN-S 3) Sismographe horizontaleE-O

Séisme d’Izmit, Turquie

enregistré en Ecosse

+

N

EW

S

épicentre

sismomètre

Coordonnées d’origine

sismomètre

épicentre

N

W

E

S

R

T

Coordonnées corrigées

Composantes:(1) Radiales, R(2) Transverses, T

Séisme d’Oaxaca, Mexico enregistré en Alaska.

verticale

radiale

transverse

Paramètres• Longueur d’onde = longueur spatiale de

l’onde (m).• Période = durée d’une vibration (s)• Fréquence = inverse de la période (s-1).• Amplitude = hauteur de l’onde (m).

Am

plitu

de

Distance de la source

Longueur d’onde

Am

plitu

de

Temps

Période

A t donné, le déplacement est périodique dans l’espace

A x donné, le déplacement est périodique dans le temps

Vitesse

• La vitesse d’une onde sismique n’est pas une quantité dynamique. C’est une caractéristique du milieu traversé

• Peu importe l’intensité du séisme, les ondes sismiques se déplacent toujours à la même vitesse.

• La vitesse dépend de – Température– Pression– Composition

Ondes sismiques = ondes élastiques(déforment le milieu de façon élastique cad le milieu reprend sa place après le passage de l’onde)

NB. Ondes de choc (impactes) = ondes non élastiques (le milieu n’est plus le même après passage de l’onde)

Ondes élastiquesOndes élastiques

Sources des ondes sismiques

• Tremblements de terre• Eruptions volcaniques• Explosions• Impactes de météorites…

Types d’ondes sismiques

Ondes de surface

✦ Large amplitude✦ Grande longueurs

d’onde✦ Large éventail de

fréquence✦ Vitesse lente✦ Non produites pas le

séismes profonds

Ondes profondes

✦ Faible amplitude✦ Longueurs d’onde

courte✦ Éventail de

fréquence réduit✦ Vitesse plus

rapide✦ Produites par tous

les séismes

Types de déformations induites :

Compression (changement de volume)

– Ondes Rayleigh (surface)

– Ondes P (profondes)

Cisaillements(changement de forme)

– Ondes de Love (surface)

– Ondes S (profondes)

• “P” = premières (les premières à arriver; les plus rapides)

• Se déplacent dans tous les milieux (solides, liquides, gaz)

• V= 1-14 km/s (dépends du type de roches)

P

P

Ondes de compression P

Ondes S (cisaillement)

• “S” = secondaires (les secondes plus rapides)

• Cisaillement • Se déplacent dans les

solides mais pas dans les liquides ou les gaz.

• V = 1-8 km/s

S

S

S

P

P

Turquie 1997 (faille anatolienne) Kobé, Japon, Janvier 1995

Ondes S (cisaillement)

Ondes de Love

• Ondes de surface• cisaillement• V= 3-6 km/s • Vibrations strictement

horizontales (“polarisation H”)

Love

S

S

S

P

P

Ondes Rayleigh

• Surface• Les plus lentes• Les plus complexes • V = 2 - 5 km/sec • vibrations de forme

elliptique

Love

S

S

S

P

P

Rayleigh

Rayleigh

Pendule sismomètre et ondes de surfaces

1) Ondes de Love

2) Ondes de Rayleigh

28/02/2001 séisme de magnitude 6.8, Prof. 100 km Olympia (Washington, USA), durée 30 secondes

Homogène Hétérogène

Zone d’ombre des ondes S

Terre hétérogène et Noyau “liquide”

103° 103°

Zones d’ombre des ondes P

Terre hétérogène et Noyau “liquide”

103° 103°

143°143°