la découverte de la discontinuité de mohorovicic

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Exercices
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : Le modèle de la tectonique des plaques


On réalise un séisme artificiel en faisant exploser une charge de dynamite dans le sol. Ceci provoque l’émission d’ondes sismiques, notamment des ondes P, dont on enregistre le temps d’arrivée à des distances croissantes du lieu de l’explosion. Pour les stations 3, 4, 6 et 7, on enregistre deux trains d’ondes P.

Stations de réception
des ondes P

Distance du site
de l’explosion (en km)

Temps d’arrivée
des ondes P (en secondes)

1

20

3,5

2

30

5,3

3

40

7,2 et 12,7

4

56

10 et 14,6

5

135

24,1

6

280

42,7 et 49

7

400

57,7 et 72

On explique ces deux trains d’ondes P par le fait qu’elles ont emprunté deux chemins différents : une partie des ondes P dites « directes » s’est propagée de l’épicentre (la projection en surface du foyer du séisme) aux stations d’enregistrement de manière directe dans la croûte. L’autre partie des ondes P est dite « réfractée ». Les ondes se réfractent lorsqu’elle rencontrent une surface de discontinuité entre deux milieux différents : ici, il s’agit de la limite croûte/manteau.

Doc. 15 Schéma d’interprétation du trajet des ondes P enregistrées
lors d’un séisme (naturel ou provoqué)


1. Pourquoi les ondes P réfractées ne sont-elles enregistrées que dans les stations éloignées de l’épicentre ? Pour répondre, représentez les ondes qui arrivent aux stations 1, 3 et 5 sur le document 15.

2. Traduisez les données du tableau sous forme graphique en indiquant comment vous identifiez les ondes directes.

3. Calculez la vitesse moyenne des ondes P directes d’une part et estimez celle des ondes P réfractées d’autre part. Pourquoi peut-on seulement « estimer » cette dernière ?

4. En quoi ces données démontrent-elles que cette discontinuité est située à faible profondeur ?

5. Que peut-on déduire de ces données sur la composition des roches du manteau par rapport à celle de la croûte ?