PARTIE 2 | La Terre interne actuelle
3,1| Une structure en couches
La première propriété des hodochrones est que les temps d’arrivée des ondes sismiques. quelles qu’elles soient, ne dépendent quasiment que de la distance épicentrale
(figure 5.10). Cela signifie que deux stations, l’une au nord et l’une à l’ouest de
l’épicentre, mais à la meme distance de celui-ci, montrent des sismogrammes
pratiquement identiques. C’est comme si l’intérieur de la Terre était homogène,
ou plutôt homogène en couches.
Figure 5.10 b
Exemple d'hodochrone.
La couleur expose
l’amplitude du
déplacement
mesuré (bleu :
aucun déplacement,
jaune : déplacement
maximum). Cet
hodochrone est calculé
en propageant des
ondes sismiques dans
une Terre virtuelle
dont les propriétés
sismiques sont
identiques à celles du
modèle PREM présenté
plus loin. Les droites
représentent les ondes
de surface, la courbe
correspondant aux
temps d'arrivée les plus
courts représente les
ondes P.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
3.1.1 Les modèles radiaux de vitesses sismiques
Sur 1 hodochrone, on distingue rapidement deux types de corrélation entre temps
d arrivée et distance épicentrale. Le premier type montre une relation linéaire. Le
deuxième type montre une relation qui ressemble à une courbe qui s’aplatit quand
on arrive à 180° de 1 épicentre. Pour interpréter ces deux observations, on peut
partir d un modèle de Terre homogène, comme si elle n’était faite que d’une
couche à 1 intérieur de laquelle les vitesses des ondes sismiques seraient constantes
(figure 5.11).
Dans ce modèle, le temps d'arrivée des ondes de surface ts correspond à la division
du trajet le long de la surface ds par la vitesse vL des ondes de surface, par exemple
pour les ondes de Love de période 20 s : ts = dJvL. Cette distance étant un arc de
cercle, elle s écrit en fonction de la distance épicentrale A en degrés, et du rayon
de la Terre R . ds = R A n/l 80 (ainsi pour A = 360°, la distance correspond au tour
de la Terre et vaut bien 2nR). Le temps d’arrivée vaut donc :
110
3,1| Une structure en couches
La première propriété des hodochrones est que les temps d’arrivée des ondes sismiques. quelles qu’elles soient, ne dépendent quasiment que de la distance épicentrale
(figure 5.10). Cela signifie que deux stations, l’une au nord et l’une à l’ouest de
l’épicentre, mais à la meme distance de celui-ci, montrent des sismogrammes
pratiquement identiques. C’est comme si l’intérieur de la Terre était homogène,
ou plutôt homogène en couches.
Figure 5.10 b
Exemple d'hodochrone.
La couleur expose
l’amplitude du
déplacement
mesuré (bleu :
aucun déplacement,
jaune : déplacement
maximum). Cet
hodochrone est calculé
en propageant des
ondes sismiques dans
une Terre virtuelle
dont les propriétés
sismiques sont
identiques à celles du
modèle PREM présenté
plus loin. Les droites
représentent les ondes
de surface, la courbe
correspondant aux
temps d'arrivée les plus
courts représente les
ondes P.
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3.1.1 Les modèles radiaux de vitesses sismiques
Sur 1 hodochrone, on distingue rapidement deux types de corrélation entre temps
d arrivée et distance épicentrale. Le premier type montre une relation linéaire. Le
deuxième type montre une relation qui ressemble à une courbe qui s’aplatit quand
on arrive à 180° de 1 épicentre. Pour interpréter ces deux observations, on peut
partir d un modèle de Terre homogène, comme si elle n’était faite que d’une
couche à 1 intérieur de laquelle les vitesses des ondes sismiques seraient constantes
(figure 5.11).
Dans ce modèle, le temps d'arrivée des ondes de surface ts correspond à la division
du trajet le long de la surface ds par la vitesse vL des ondes de surface, par exemple
pour les ondes de Love de période 20 s : ts = dJvL. Cette distance étant un arc de
cercle, elle s écrit en fonction de la distance épicentrale A en degrés, et du rayon
de la Terre R . ds = R A n/l 80 (ainsi pour A = 360°, la distance correspond au tour
de la Terre et vaut bien 2nR). Le temps d’arrivée vaut donc :
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