STAGE - DÉRIVE DES CONTINENTS ET ONDES SISMIQUES

Voici un schéma de la notion de zone d’ombre.

Le foyer est symbolisé en rouge, c'est la zone de rupture de roches d’où naît le séisme. En vert et orange, on a les directions de propagation de l’onde : les raies sismiques.

En vert on a choisi de symboliser l’onde P. Ces ondes P sont réfractées lorsqu’elles passent un nouveau milieu. On voit que la raie verte est réfractée au passage dans le milieu symbolisé par le trait bleu. C'est une réfraction. Il y a une autre réfraction quand on part du milieu bleu au milieu de départ. Le milieu de départ est le manteau et le milieu bleu, le noyau. Les ondes P sont réfractées lorsqu’elles passent au niveau du noyau puis au niveau du manteau.

Grâce aux stations d’enregistrement qui sont disposées à la surface du globe terrestre, suite à un séisme, on observe que les stations situées entre 98° et 145° ne reçoivent aucun enregistrement au niveau de leur sismomètre. Alors qu'entre 145° et 145° et avant 98°, on enregistre des perturbations. On en déduit la présence, après calculs, à 2 900 km de profondeur (déduction faite par Gutenberg) d’une grande surface de discontinuité où il existe ce fort phénomène de réfraction des ondes P. Cette surface de discontinuité sépare le manteau solide (fait exclusivement de péridotite, qui ne porte plus ce nom à cette distance) d’un noyau à l’état liquide qui redevient solide à partir de 5 100 km de profondeur.

Concernant les ondes S, on connaît la méthode de calcul de leur vitesse, elle correspond à : $\sqrt{\dfrac{\mu}{\rho}}$ (module de cisaillement sur masse volumique).

Le volume de cisaillement dans un liquide est nul, donc l’onde S ne se propage pas dans un milieu liquide. Lorsqu’on regarde les raies des ondes S, on constate qu’entre 98° et 98°, il y a une grande zone d’ombre. L’ombre est due au noyau qui ne permet pas le passage des ondes S puisque le noyau est à l’état liquide. D’où la notion de zone d’ombre : le noyau fait une ombre au niveau de la propagation des ondes P et aussi des ondes S.