Zone d'ombre sismique

phacytos · 14/05/2005, 12h23

Salut à tous,

Partant du concept de la zone d'ombre, est-ce que quelqu'un pourrait me préciser entre quels degrés les ondes S et les ondes P disparaissent ?

Un grand merci

heruhur · 14/05/2005, 12h33

La zone d'ombre se situe entre 100 et 140° avec 0° le pôle nord, 180° le pôle sud et sens horaire (tourne dans le sens des aiguilles d'une montre)

A confirmer please!!!

gechan · 14/05/2005, 13h46

La zone d'ombre est située entre 105 et 143° de distance angulaire de l'épicentre (ce qui correspond à des distances comprises entre 11500 et 14500 km de l'épicentre)

phacytos · 15/05/2005, 13h54

De 100 à 143°, c'est la zone d'ombre uniquement pour les ondes S ? ou P ? ou S et P ?

Volcanogéol · 16/05/2005, 13h41

La zone d'ombre apparait en effet à une distance épicentrale de 104° à 143° environ. Elle correspond à une zone de moindre vitesse en profondeur. Par exemple c'est ce qui a permis de mettre en évidence la limite croûte-asthénosphère et la limite manteau-noyau. C'est à dire qu'une partie des ondes est réfléchie vers la surface alors que l'autre est réfractée, respectivement avant et après la zone d'ombre. Entre le moho et la discontinuité à 104° on trouve sur les sismogrammes de nombreuses phases qui correspondent à différents trajets des rais sismiques, ce sont les PP, PPP, SS, SSS (ondes de volumes s'étant réfléchies 1 fois ou 2 fois à la surface de la terre) ou encore les PcP, PcS réfléchies sur la limite manteau noyau (c pour core et pour préciser qu'elles ont été réfléchies). Après 143° et au delà il y a des ondes qui ont traversées le manteau et le noyau ce sont les ondes PKP, PKS, SKP, SKS (K pour Kern = noyau en allemand). Puis vient le noyau interne avec les ondes PKIKP, SKIKS etc etc... (I pour Inner core). Les zones de transition manteau-noyau-graine sont étudiées sur les phases P diffractées (ou PKP) entre 104° et 110°. En fait la zone d'ombre ne correspond pas à une disparition d'enregistrement des ondes sur les sismomètres situés entre 104° et 143° mais à l'enregistrement de phases essentiellement diffractées...
Voilà voilà... l-[

Arnaud Salomé · 16/05/2005, 14h38

Bon, pour éclaircir les explications précédentes, reprenons ce qu'est une zone d'ombre: pour un séisme donné, il existe une partie du globe où il n'est pas possible d'enregistrer en surface [par des stations sismiques] les ondes de profondeur directes correspondant à ce séisme.

Pour les ondes P, cette région se situe entre environ 102° et 142° de l'épicentre, ce qui correspond à une distance entre 11500 et 14500 km de l'épicentre comme l'a rappelé Gechan.
Pour les ondes S, cette région se situe à partir de 102° de l'épicentre: au-delà, impossible d'enregistrer des ondes S du séisme.

Arnaud Salomé · 16/05/2005, 14h46

L'existence d'une zone d'ombre prouve que l'intérieur du globe n'est pas homogène sinon les ondes sismiques P et S se propageraient en ligne droite à partir du séisme et pourraient arriver en surface à n'importe quel endroit sur Terre.

C'est à la discontinuité entre le manteau et le noyau que les ondes P sont déviées de leur trajectoire, c'est-à-dire à 2900 km de profondeur environ.
Les ondes S sont quant à elles totalement arrêtées à cette profondeur ce qui montre que le noyau externe est constitué d'un matériau ayant les propriétés d'un liquide.

Il existe d'autres discontinuités qui dévient la trajectoire des rayons sismiques, mais pas autant que celle entre noyau et manteau.

Arnaud Salomé · 16/05/2005, 14h55

Citation:

Posté par Volcanogéol

La zone d'ombre apparait en effet à une distance épicentrale de 104° à 143° environ. Elle correspond à une zone de moindre vitesse en profondeur.

Pas vraiment, cf mon post précédent.

Citation:

Posté par Volcanogéol

Par exemple c'est ce qui a permis de mettre en évidence la limite croûte-asthénosphère

elle n'existe pas... Tu veux certainement parler de la limite lithosphère-asthénosphère, mais elle n'est pas concernée par la zone d'ombre sismique.

Citation:

Posté par Volcanogéol

et la limite manteau-noyau. C'est à dire qu'une partie des ondes est réfléchie vers la surface alors que l'autre est réfractée

là je suis d'accord

Citation:

Posté par Volcanogéol

respectivement avant et après la zone d'ombre

ça n'a pas de sens. Tu voulais certainement parler de la discontinuité...

Citation:

Posté par Volcanogéol

Entre le moho et la discontinuité à 104°

j'aimerais bien que tu m'expliques ce que tu as voulu écrire. :confused:

Citation:

Posté par Volcanogéol

(...) En fait la zone d'ombre ne correspond pas à une disparition d'enregistrement des ondes sur les sismomètres situés entre 104° et 143° mais à l'enregistrement de phases essentiellement diffractées...

D'accord là encore...

Volcanogéol · 16/05/2005, 16h13

J'apporte quelque petite modification pour préciser certains points :

La zone d'ombre apparait en effet à une distance épicentrale de 104° à 143° environ (selon J.P. Poirier (1991) : les profondeurs de la terre ; masson, Paris, cette zone d'ombre est située entre 105° et 142° et selon J. Dubois & M. Diament (1997) : Géophysique ; masson, Paris, elle est située entre 104° et 143°. Elle correspond à une zone de moindre vitesse en profondeur. (liée par exemple à une variation de densité, température, composition chimique ou structure moléculaire)
Par exemple c'est ce qui a permis de mettre en évidence la limite croûte-asthénosphère (pardon, croûte-lithosphère mantellique ou discontinuité de Mohorovicic = Moho, mea culpa) et la limite manteau-noyau. C'est à dire qu'une partie des ondes est réfléchie vers la surface alors que l'autre est réfractée, respectivement avant (les ondes enregistrées sont réfléchies) et après la zone d'ombre (les ondes enregistrées sont réfractées). Entre le moho et la discontinuité à 104° (qui correspond à la limite manteau-noyau, ce qui se traduit par une disparition des ondes P directes au delà de 104° de distance épicentrale) on trouve sur les sismogrammes de nombreuses phases qui correspondent à différents trajets des rais sismiques, ce sont les PP, PPP, SS, SSS (ondes de volumes s'étant réfléchies 1 fois ou 2 fois à la surface de la terre) ou encore les PcP, PcS réfléchies sur la limite manteau noyau (c pour core et pour préciser qu'elles ont été réfléchies). Après 143° et au delà il y a des ondes qui ont traversées le manteau et le noyau ce sont les ondes PKP, PKS, SKP, SKS (K pour Kern = noyau en allemand). Puis vient le noyau interne avec les ondes PKIKP, SKIKS etc etc... (I pour Inner core). Les zones de transition manteau-noyau-graine sont étudiées sur les phases P diffractées (ou PKP) entre 104° et 110° par exemple.
En fait la zone d'ombre ne correspond pas à une disparition totale d'enregistrement sur les sismomètres situés entre 104° et 143° (environ) (ou encore : ça ne veut pas dire qu'on enregistre rien) mais dans cette zone, les sismomètres enregistrent les phases essentiellement réfractées... et n'enregistrent pas les ondes P directes (par exemple)...
Voilà voilà...

Arnaud Salomé · 16/05/2005, 17h55

C'est effectivement plus clair maintenant

Il y a encore une petite chose pour chipoter:

Citation:

Posté par Volcanogéol

Elle correspond à une zone de moindre vitesse en profondeur. (liée par exemple à une variation de densité, température, composition chimique ou structure moléculaire)

Dit comme cela, on a l'impression que la zone d'ombre, c'est la LVZ.
Je pense que ce serait plus rigoureux de dire qu'elle est due à la présence de 2 milieux différents, d'indices de réfraction différents, d'où la déviation des trajectoires sismiques en profondeur.

Volcanogéol · 16/05/2005, 18h05

Mouais en effet c'est plus rigoureux ainsi

Volcanogéol · 16/05/2005, 18h34

Mais il n'empèche que les ondes P ralentissent brutalement, passant de 13,7 km.s-1 à la base du manteau à 8 km.s-1 dans la partie supérieure du noyau externe alors que les ondes S disparaissent (étant des ondes de cisaillement) donc que ce ralentissement est du à une différence de densité, température, composition chimique... Donc c'est peut être plus rigoureux mais la LVZ n'est pas la seule zone de ralentissement des ondes sismiques car si c'était aussi simple ça se saurait...

phacytos · 17/05/2005, 12h22

OK. Merci pour toutes ces précisions.