1ère spé SVT. Test 8.Géologie.Études sismiques et structure du globe 1

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Géologie 1ère spécialité SVT

QUESTION 1

Combien de catégories de croûtes trouve-t-on à la surface de la Terre ?

QUESTION 2

Réponse

Quelles roches constituent la croûte océanique ?

QUESTION 3

Quelles roches constituent principalement la croûte continentale ?

Réponse

Réponse

Qu'est-ce qu'une onde sismique ?

QUESTION 5

Quelles sont les trois grandes catégories d'ondes sismiques ?

Réponse

QUESTION 6

Décris le comportement des ondes P.

Réponse

QUESTION 7

Décris le comportement des ondes S.

Réponse

QUESTION 8

Décris le comportement des ondes R et L.

Réponse

Les ondes R (ondes de Rayleigh) et L (de Love) sont des ondes de surface responsables de mouvements de torsion (oscillations dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation pour les ondes de Love et oscillations dans un plan vertical avec un mouvement elliptique des particules pour les ondes Rayleigh).

QUESTION 9

Dans quel ordre ces ondes sont elles enregistrées lors de l'enregistrement d'un séisme ?

Réponse

Lors de l’enregistrement d’un séisme, les premières ondes à être enregistrées sont les ondes P puis suivent les ondes S et enfin les ondes de surface.

QUESTION 10

De quelles lois, le pionnier de la sismologie, André Mohorovicic, s'est-il servi pour étudier les sismogrammes ?

Réponse

Pour étudier les sismogrammes, il s’est servi des lois de Snell-Descartes qui décrivent le comportement de la lumière à l’interface de deux milieux : une pour la réflexion et une pour la réfraction.

QUESTION 11

Qu'atteste la première loi de Snell-Descartes sur la réflexion ?

Réponse

Dans la première loi qui concerne la réflexion, un rayon lumineux incident va rencontrer une surface (appelée aussi miroir ou dioptre), et être réfléchi selon un angle à la normale (droite perpendiculaire au miroir) égale à l’angle d’incidence.

QUESTION 12

De quelle loi André Mohorovicic s'est-il servi pour expliquer l'arrivée d'un deuxième train d'ondes P arrivé après les ondes S ?

Réponse

Il s'est servi de la première loi sur la réflexion.

QUESTION 13

Comment Mohorovicic a-t-il mis cette loi en parallèle avec les enregistrements sismiques étudiés montrant un deuxième train d'ondes P ?

Réponse

Le premier train d’ondes P correspondait à des ondes P directes (appelées Pg) alors que le deuxième train d’ondes correspondait à des ondes réfléchies sur une surface de discontinuité et qu’il a appelées ondes « PmP ».

QUESTION 14

Qu'est-ce que la discontinuité de Mohorovicic ?

Réponse

Appelée aussi MOHO, cette discontinuité délimite la croûte du manteau.

QUESTION 15

Quel théorème utilise-t-on pour calculer la profondeur du Moho ?

Réponse

En utilisant le théorème de Pythagore, dans une configuration où la somme de l’angle d’incidence et de l’angle de réflexion est égale à 90°, Mohorovicic a établi une formule permettant de calculer la profondeur du MOHO.

QUESTION 16

À quelle profondeur le MOHO se trouve-t-il sous la croûte continentale et sous la croûte océanique ?

Réponse

Le MOHO se situe entre 20 à 70 km sous la croûte continentale et 5 et 10 km sous la croûte océanique.

QUESTION 17

Qu'appelle-t-on les ondes Pn ?

Réponse

Les ondes Pn sont des ondes primaires ayant subi une accélération sur la surface de discontinuité de Mohorovicic et arrivant avant les ondes Pg (ondes P directes).

QUESTION 18

Qu'est-ce qui explique l'accélération des ondes Pn ?

Réponse

La seule explication possible est que ces ondes ont subi une accélération en profondeur. Or la croûte ayant une constitution plutôt homogène, il n’y a pas de raison que la vitesse des ondes change. De plus si les ondes avaient changé de milieu, c’est-à-dire avaient été réfractées dans le milieu situé sous la croûte, elles n’auraient pas été enregistrées par les sismogrammes en surface. Mohorovicic a donc émis l’hypothèse que ces ondes avaient circulé à la limite entre les deux milieux, soit sur la discontinuité, et auraient alors subi une accélération.

QUESTION 19

Que dit la deuxième loi de Snell-Descartes sur la réfraction ?

Réponse

Selon la deuxième loi de Snell-Descartes, les ondes circulent sur la surface de discontinuité ou miroir quand les ondes incidentes arrivent avec un angle de 45° à la normale : il y a alors réfraction sur la surface discontinuité.

QUESTION 20

Qu'est-ce que l'existence des ondes Pn a montré à propos de la structure de la Terre ?

Réponse

L'existence des ondes Pn a montré que sous la croûte, il existait une couche nommée « manteau ». En effet la discontinuité sépare deux roches de natures différentes.

QUESTION 21

Quelles sont les roches constitutives du manteau ?

Réponse

Ce sont des péridotites

QUESTION 22

Qu'est-ce que l'étude de la répartition des séismes le long du plan Wadatti-Benioff a mis en évidence ?

Réponse

Cette étude révéla l’existence de l’enfoncement d’une masse solide et cassante épaisse d’environ 100 km. La croûte océanique ne faisant que 5 à 10 km d’épaisseur, il était donc évident qu’il existait sous la croûte une couche de péridotite rigide se déplaçant avec cette dernière. L’absence de séismes dans les matériaux environnants, et ce jusqu’à environ 700 km de profondeur, a permis de supposer l’existence d’une péridotite ductile située sous cette péridotite rigide.

QUESTION 23

Qu'est-ce que l'enregistrement d'un séisme dont l'épicentre était situé à égale distance de la station Fidji et de la station Tonga à l'aplomb de la fosse révéla ?

Réponse

L’étude d’un séisme dont l’épicentre situé à égale distance de la station Fidji et de la station Tonga localisée à l’aplomb de la fosse (triangle orange sur le schéma), révéla un différentiel de deux secondes dans la trajectoire des ondes réceptionnées par cette dernière. Les ondes enregistrées par la station Tonga ont circulé plus rapidement montrant bien l’existence sous la fosse d’un matériau plus rigide que celui dans lequel ont circulé les ondes réceptionnées par la station Fidji.

QUESTION 24

Quelle nouvelle couche ces deux dernières études sismiques ont-elles mis en évidence ?

Réponse

Ces deux dernières études venaient de mettre en évidence une couche nommée Lithosphère constituée donc de la croûte et d’une partie du manteau.

QUESTION 25

Qu'est-ce que la tomographie sismique ?

Réponse

La tomographie sismique est une méthode utilisant les sismogrammes et la variation de vitesse des ondes sismiques au sein d’une même couche de roche pour cartographier la structure interne de la Terre ainsi que ses propriétés physiques et minéralogiques.

QUESTION 26

Sur quel principe la tomographie sismique se base-t-elle ?

Réponse

La tomographie sismique se base sur le fait que dans les milieux froids et rigides, les ondes circulent plus vite que dans les milieux chauds et ductiles.

QUESTION 27

À quoi la tomographie sismique peut-elle être utile ?

Réponse

La tomographie sismique sert notamment à cartographier les hétérogénéités du manteau terrestre.