PARTIE 2 | La Terre interne actuelle
Dans la pratique, il faut tenir compte d’incertitudes sur les temps d’arrivées, sur les
vitesses des ondes P et S. On utilise donc une plus grande quantité de données, et
des modèles un peu plus complexes permettant de prendre en compte la géométrie
sphérique terrestre et la profondeur du tremblement de terre.
2,41 Détecter une couche avec les
ondes sismiques
La propagation des ondes sismiques est très sensible aux propriétés des milieux
qu’elles traversent. Les vitesses sismiques vp (ondes P) et v5 (ondes S) dépendent
de l’élasticité des roches (les paramètres utiles sont la compressibilité K et le
module de cisaillement //) et de la densité p :
Ainsi, leur vitesse de propagation varie fortement quand on passe d’un solide à un
liquide, ou d’une roche à un métal par exemple. Comme les lois de la mécanique
s'appliquent à elles, lorsqu’un déplacement élastique s’opère à une interface, il
existe un déplacement transmis à travers l’interface et réfléchi. On enregistre donc
à la surface de la Terre des ondes de volumes qui arrivent directement de la source,
d'autres qui sont réfléchies sur les limites entre les couches, et d’autres qui sont
transmises d'une couche à l’autre. Il existe une variété d’ondes sismiques incroyable
présente dans les sismogrammes. Les sismologues avec leur expérience, leurs outils
numériques et les théories qu’ils ont développées, peuvent les identifier. Ils arrivent
même à détecter une petite vibration qui aurait rebondi de multiples fois entre la
surface et le noyau, faisant quelques tours de la Terre.
À une limite entre deux couches, il existe une loi dite de Snell-Descartes, qui relie 1 angle d incidence i et de transmission t aux vitesses des ondes dans les deux
milieux vi et v, :
sin i sin t
La valeur de p est ainsi constante le long du rai sismique, qui est une approximation d un trajet 1D de la propagation d’une onde. On peut donc mesurer cette
valeur à la surface.
Axec cette relation, on peut déduire la vitesse de propagation d’une onde de volume
dans chacune des couches si 1 on possède les temps d’arrivée des ondes transmises
et réfléchies (figure 5.9). En effet, le temps d’arrivée Td de l’onde directe nous
renseigne sur la vitesse dans la couche supérieure :
Td = L/Vi
où L est la distance entre la source et le sismomètre.
108
Dans la pratique, il faut tenir compte d’incertitudes sur les temps d’arrivées, sur les
vitesses des ondes P et S. On utilise donc une plus grande quantité de données, et
des modèles un peu plus complexes permettant de prendre en compte la géométrie
sphérique terrestre et la profondeur du tremblement de terre.
2,41 Détecter une couche avec les
ondes sismiques
La propagation des ondes sismiques est très sensible aux propriétés des milieux
qu’elles traversent. Les vitesses sismiques vp (ondes P) et v5 (ondes S) dépendent
de l’élasticité des roches (les paramètres utiles sont la compressibilité K et le
module de cisaillement //) et de la densité p :
Ainsi, leur vitesse de propagation varie fortement quand on passe d’un solide à un
liquide, ou d’une roche à un métal par exemple. Comme les lois de la mécanique
s'appliquent à elles, lorsqu’un déplacement élastique s’opère à une interface, il
existe un déplacement transmis à travers l’interface et réfléchi. On enregistre donc
à la surface de la Terre des ondes de volumes qui arrivent directement de la source,
d'autres qui sont réfléchies sur les limites entre les couches, et d’autres qui sont
transmises d'une couche à l’autre. Il existe une variété d’ondes sismiques incroyable
présente dans les sismogrammes. Les sismologues avec leur expérience, leurs outils
numériques et les théories qu’ils ont développées, peuvent les identifier. Ils arrivent
même à détecter une petite vibration qui aurait rebondi de multiples fois entre la
surface et le noyau, faisant quelques tours de la Terre.
À une limite entre deux couches, il existe une loi dite de Snell-Descartes, qui relie 1 angle d incidence i et de transmission t aux vitesses des ondes dans les deux
milieux vi et v, :
sin i sin t
La valeur de p est ainsi constante le long du rai sismique, qui est une approximation d un trajet 1D de la propagation d’une onde. On peut donc mesurer cette
valeur à la surface.
Axec cette relation, on peut déduire la vitesse de propagation d’une onde de volume
dans chacune des couches si 1 on possède les temps d’arrivée des ondes transmises
et réfléchies (figure 5.9). En effet, le temps d’arrivée Td de l’onde directe nous
renseigne sur la vitesse dans la couche supérieure :
Td = L/Vi
où L est la distance entre la source et le sismomètre.
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