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STAGE - DÉRIVE DES CONTINENTS ET ONDES SISMIQUES

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Le noyau : une zone d'ombre pour les ondes S et P

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Sur ce 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 rais sismiques.

 

 

I. Les ondes P

 

Ces ondes P (en vert) sont réfractées lorsqu’elles passent un nouveau milieu. On constate que le rai vert est réfracté au passage du milieu symbolisé par le trait bleu. C'est une réfraction. Il y a une autre réfraction quand on part du milieu bleu vers le 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 disposées à la surface du globe, 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 de péridotite) d’un noyau à l’état liquide qui redevient solide à partir de 5 100 km de profondeur.

 

II. Les ondes S

 

Concernant les ondes S (en orange), la méthode de calcul de leur vitesse correspond à :   $\sqrt{\dfrac{\mu}{\rho}}$ (volume 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 rais 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 celui-ci est à l’état liquide.

 

Le noyau fait donc une ombre au niveau de la propagation des ondes P et aussi des ondes S.