Jusqu'à quelle profondeur vont les mesures seismographiques?

[evrardo]

Bonjour,

On analyse le sous sol de la Terre avec des séismographes.
Savez vous jusqu'à quelle profondeur ceux ci peuvent ils avoir un écho donnant des infos suffisantes?

Merci pour vos explications.
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[vanos]

Bonjour,

Les ondes sismiques traversent toute la planète en passant par le centre.

Amicalement.

[ansset]

drôle de réponse ( " passant par le centre " ???? )
de fait la question porte, je crois sur notre capacité de mesure.
je n'ai pas de réponse technique sur ce point, en revanche :

Les séismes résultent d'une rupture dans la croûte terrestre, pour l'essentiel dans les 20 premiers kilomètres. Les matériaux doivent être cassants.
Dans les zones de subduction, la lithosphère et donc la croûte cassante d'une plaque s'enfonce sous une autre plaque. Les plaques descendent alors dans le manteau, jusqu'à au moins 700 km pour certaines, plus profondément même pense-t-on maintenant. La température et la pression augmentent avec la profondeur. On sait que vers 700 km, ces conditions de température et de pression induisent des changements importants dans les minéraux du manteau. On parle de changements de phase et c'est la limite entre le manteau supérieur et le manteau inférieur. On voit cette limite avec les ondes sismiques. De plus on pense qu'avec ces conditions de pression et de température, plus aucun matériau ne peut être cassant. Ce qui explique que les séismes soient observés uniquement jusqu'à ces profondeurs. (bureau national de sismologie ).

Cdt

[evrardo]

Bonjour,

Les ondes sismiques traversent toute la planète en passant par le centre.

Amicalement.

Toute la planète en passant par le centre!
Donc lorsqu'on réalise une explosion en surface, les ondes de l'explosion peuvent se propager sur des milliers de kms vers le centre de la Terre et revenir vers le seismomètre (je ne sais pas quel est le nom exact) pour déterminer la nature des roches rencontrée?

[A voir en vidéo sur Futura]

[vanos]

Toute la planète en passant par le centre!
Donc lorsqu'on réalise une explosion en surface, les ondes de l'explosion peuvent se propager sur des milliers de kms vers le centre de la Terre et revenir vers le seismomètre (je ne sais pas quel est le nom exact) pour déterminer la nature des roches rencontrée?

Revenir non pas vraiment, encore qu'un écho est en principe possible, mais c'est comme ça (ou grâce à ça) qu'on repère les explosions nucléaires; plus aucun pays ne peut faire une "petite" "expérience en douce où que ce soit dans le monde, les sismomètres vous diront d'où ça vient.

[ansset]

Revenir non pas vraiment, encore qu'un écho est en principe possible, mais c'est comme ça (ou grâce à ça) qu'on repère les explosions nucléaires; plus aucun pays ne peut faire une "petite" "expérience en douce où que ce soit dans le monde, les sismomètres vous diront d'où ça vient.

un "écho" qui reviendrait du centre de la terre ????
et quel rapport entre la question sur la profondeur des mesures sismiques et les essais nucléaires sous terrains ?

[evrardo]

Revenir non pas vraiment, encore qu'un écho est en principe possible, mais c'est comme ça (ou grâce à ça) qu'on repère les explosions nucléaires; plus aucun pays ne peut faire une "petite" "expérience en douce où que ce soit dans le monde, les sismomètres vous diront d'où ça vient.

Mais c'est ce que je ne comprends pas: par exemple pour la prospection pétrolière, on utilise la sismique 3d si je me souviens bien: ce sont bien des explosions en surface, puis on analyse les ondes de retour avec un seismomètre non?

[ansset]

Mais c'est ce que je ne comprends pas: par exemple pour la prospection pétrolière, on utilise la sismique 3d si je me souviens bien: ce sont bien des explosions en surface, puis on analyse les ondes de retour avec un seismomètre non?

oui, c'est un des procédés.
que ne comprends tu pas ?

[evrardo]

oui, c'est un des procédés.
que ne comprends tu pas ?

Je voulais juste savoir jusqu'à quelle profondeur on arrive à déterminer quel type de roche il y a.
Je me doute que plus c'est profond moins c'est précis.

[ansset]

ps : vanos raconte n'importe quoi sur les ondes qui se "réfléchissent" au centre !

[evrardo]

ps : vanos raconte n'importe quoi sur les ondes qui se "réfléchissent" au centre !

Donc?
Est ce qu'on peut déterminer avec un seismomètre, ou autre appareil, quelle est la nature des roches à par exemple, 1000 km de profondeur?

[SK69202]

Est ce qu'on peut déterminer avec un seismomètre, ou autre appareil, quelle est la nature des roches à par exemple, 1000 km de profondeur?

Ce n'est pas la même question que celle du titre.

Jusqu'à quelle profondeur vont les mesures seismographiques?

A la question du titre on répond, le rayon terrestre, à la deuxième question on répond que les séismes se produisent à une profondeur inférieure à 700km, et que ce sont des expérimentations (enclume en diamant) qui permettent de modéliser les roches qui s'y trouvent. Les volcans fournissent aussi des échantillons de roches que l'on pense venir de très profond.

[evrardo]

Ce n'est pas la même question que celle du titre.


A la question du titre on répond, le rayon terrestre, à la deuxième question on répond que les séismes se produisent à une profondeur inférieure à 700km, et que ce sont des expérimentations (enclume en diamant) qui permettent de modéliser les roches qui s'y trouvent. Les volcans fournissent aussi des échantillons de roches que l'on pense venir de très profond.

Ok, merci pour la précision, je mélange entre mesures sismique et mesures géologiques.
Ma question n'a rien à voir avec les séismes, je voulais juste savoir jusqu'à quelle profondeur on pouvait déterminer la nature du sous sol avec des appareils placés à la surface terrestre.

[SK69202]

Le rayon terrestre, des roches, des propagations d'ondes en fonction de leur fréquence, des enclumes à diamant et des modèles informatiques ou pas, avec ça on a une bonne idée de ce qu'il y a sous nos pieds, mais je suis certain que tous les géochimistes et géophysiciens aimeraient quelques grammes d'échantillons venant de l'interface manteau - noyau ou de plus profond encore.

[evrardo]

Le rayon terrestre, des roches, des propagations d'ondes en fonction de leur fréquence, des enclumes à diamant et des modèles informatiques ou pas, avec ça on a une bonne idée de ce qu'il y a sous nos pieds

Voila, on y vient. Je voudrais donc plus de précisions sur les moyens utilisés pour déterminer ce qu'il y a profond sous nos pieds.

je suis certain que tous les géochimistes et géophysiciens aimeraient quelques grammes d'échantillons venant de l'interface manteau - noyau ou de plus profond encore.

Oui, j'ai commencé à creuser, je suis sûr que les échantillons que je remonterais se vendront bien. Objectif: plus profond qu'à la presqu'ile de Kola!

[minushabens]

Revenir non pas vraiment, encore qu'un écho est en principe possible(...)

non seulement un écho est possible mais c'est même le principe de l'étude de l'étude par ondes sismiques des couches profondes de l'écorce terrestre.

[vanos]

ps : vanos raconte n'importe quoi sur les ondes qui se "réfléchissent" au centre !

Où as-tu vu que j'ai dit cela? j'ai dit : "Revenir non pas vraiment, encore qu'un écho est en principe possible" et en principe possible n'est pas une affirmation.

[Almandin]

Bonjour,

La question est assez vaste, au vu des différentes méthodes de prospection sismologique. Pour ce qui est de l'étude de l'intérieur de notre planète, les géophysiciens utilisent de façon indirecte les ondes sismiques émises à l'occasion d'un gros séisme dans la croûte. Les ondes se propageant dans toutes les directions, il est possible de se faire une idée de la structure interne de la Terre grâce à un réseau de sismographes réparti sur toute la surface du globe.
Dans le cadre de la prospection, les investigations sismologiques n'excèdent pas les quelques km de profondeur et sont le fruit de la génération artificielle d'ondes sismiques par canon à air comprimé ou camion vibreur (plus rarement des explosifs). De plus, leur principal intérêt est surtout de révéler les structures et les interfaces lithologiques. Leur interprétation, pour déterminer les types de roches, est couplée avec d'autres méthodes d'investigation comme les forages, des relevés magnétiques ou gravimétriques.

Les principaux paramètres pris en compte sont la vitesse des ondes sismiques, leur angle de réfraction et leur angle de réflexion, selon la méthode employée (tomographie sismique, sismique réfraction, sismique réflexion...).

[evrardo]

Dans le cadre de la prospection, les investigations sismologiques n'excèdent pas les quelques km de profondeur

Et pour aller plus profond: quelles sont les méthode employées?
Merci pour les explications.

[vanos]

non seulement un écho est possible mais c'est même le principe de l'étude de l'étude par ondes sismiques des couches profondes de l'écorce terrestre.

Merci à toi, Minushabens, tu as vu, Ansset ?

[Almandin]

Et pour aller plus profond: quelles sont les méthode employées?

Dans le cadre des méthodes prospectives et apparentés, il s'agit de la sismique réfraction et de la sismique réflexion, qui ne permettent pas d'aller très loin en raison de la "faible" énergie émise par les machines.
Pour des études à l'échelle crustale, mantellique ou plus, on est sur la tomographie sismique qui utilise les ondes émises par un séisme naturel. La puissance dégagée permet d'émettre des ondes sismiques sur tout le volume du globe terrestre, qui vont être captées par les diverses stations sismographiques réparties sur toute la surface du globe. Le temps d'arrivée de ces ondes est enregistré et les données sont interprétées pour détecter les hétérogénéités minéralogiques, chimiques ou thermiques dans la Terre interne (en particulier le manteau).

[evrardo]

Dans le cadre des méthodes prospectives et apparentés, il s'agit de la sismique réfraction et de la sismique réflexion, qui ne permettent pas d'aller très loin en raison de la "faible" énergie émise par les machines.
Pour des études à l'échelle crustale, mantellique ou plus, on est sur la tomographie sismique qui utilise les ondes émises par un séisme naturel. La puissance dégagée permet d'émettre des ondes sismiques sur tout le volume du globe terrestre, qui vont être captées par les diverses stations sismographiques réparties sur toute la surface du globe. Le temps d'arrivée de ces ondes est enregistré et les données sont interprétées pour détecter les hétérogénéités minéralogiques, chimiques ou thermiques dans la Terre interne (en particulier le manteau).

Ah, merci pour cette réponse précise.
Et comment sait on que ces ondes traversent la Terre, plutôt que de se propager à la surface de celle ci, ou a une faible profondeur.

[Almandin]

Et comment sait on que ces ondes traversent la Terre, plutôt que de se propager à la surface de celle ci, ou a une faible profondeur.

Les ondes sismiques se déplacent dans toutes les directions, donc aussi bien à travers la Terre qu'en suivant la courbure de sa surface et les stations sismologiques vont toutes les enregistrer. Il faut savoir que les ondes sismiques sont constituées de deux types : les ondes de volume (type P et type S), qui se propagent à l'intérieur du globe terrestre, et les ondes de surface (Rayleigh et Love), qui se propagent en suivant la courbure de la surface de la Terre - ce sont ces dernières qui sont responsables des destructions. Les ondes sismiques sont aussi des ondes mécaniques, autrement-dit, elles ne font que déplacer de l'énergie qui va progressivement se dissiper avec la traversée des milieux.

Dans un sismographe, les premiers signaux reçus correspondent aux ondes qui ont mis le moins de temps pour parcourir la distance entre le foyer et la station, il s'agit des ondes de volume de type P (primaire), puis des ondes de type S (secondaire). Ces deux types d'ondes sont celles que les stations sismologiques de tout le globe captent dans le cas d'un gros séisme. Pour exemple, si un séisme de magnitude 9 se produit au Chili, une station située en Californie verra les ondes P et S de cet événement sur son sismogramme quelques minutes plus tard (les vitesses de ces ondes sont de plusieurs km par seconde). En suivant le rapport classique de la définition de la vitesse qui est fonction de la distance et du temps, il est plus rapide à une onde sismique de parcourir 6000 km à travers la Terre interne que 10000 km en suivant la surface. Par ailleurs, la vitesse de propagation des ondes sismiques est plus élevée dans les couches internes de la Terre (jusqu'à 13 km/s pour les ondes P à la limite manteau-noyau, contre 5 km/s dans la croûte, voir la figure 1 de cet article).

Tout cela pour dire que l'on sait que les ondes de volume se propagent dans la Terre interne, car sinon, les intensités des signaux et les temps de leur réception seraient beaucoup plus long si elles ne faisaient que suivre la courbure de la Terre.

[ansset]

edit:
à compléter.

[ansset]

@Almandin:
bjr,
je suis surpris qu'il y ait des détections effectives d'ondes traversant le centre, notamment à cause de la dispersion.
je ne parle pas des ondes elles mêmes.
peux tu confirmer ce point. ?

[Tawahi-Kiwi]

je suis surpris qu'il y ait des détections effectives d'ondes traversant le centre, notamment à cause de la dispersion.
je ne parle pas des ondes elles mêmes.
peux tu confirmer ce point. ?

Quel difference fais-tu entre une detection effective d'onde traversant le centre; et une detection d'onde traversant le centre ? Que consideres tu comme 'effectif' ?

La majeure partie de ce que l'on connait de notre noyau (externe, interne, et la derniere subdvision interne recemment decouverte) et mesosphere se fait quasi-exclusivement par sismique depuis pres de 100 ans (le cas le plus celebre etant Inge Lehmann en 1936). Le reste ne sont que des comparaisons ou des modeles : la petro experimentale ne permet pas de reproduire les conditions du manteau inferieure et du noyau de maniere statique; les roches disponibles sont limitees a 400km de profondeur. Beaucoup de meteorites sont des analogues tres interessant de l'interieur terrestre, mais c'est la modelisation thermodynamique qui donne de l'ordre a tout ca.

T-K

[ansset]

je me suis mal exprimé.
il était évoqué la détection d'ondes traversant la terre, c-a-d captées et mesurées de "l'autre coté".
c'est ce point que je saisi mal.
si c'est le cas, alors je retire mes commentaires et au moins j'aurai appris qcq chose.
Cdt

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

n'etant pas specialise a geophysique, je ne suis pas 100% certain de mes reponses, mais le front d'onde sismique capté aux antipodes de la source est le premier train d'onde arrivant*. Je pense que theoriquement, cette detection ne donne que peu d'information, autre que la vitesse de propagation moyenne au sein de la Terre et une preuve que le noyau externe est liquide (du a l'absence d'ondes S).


*pas 100% certain du au ralentissement cause par le noyau externe et/ou les ondes de surface sur D'' (interface manteau-noyau) qui sont peut etre plus rapide.

T-K

[ansset]

d'accord sur les deux points.
un : je ne pense pas qu'il y ait de mesures faites ( car inexploitables ) aux antipodes.
deux : probable que les ondes se propageant dans le manteau "dur" aillent beaucoup plus vite.

mais je vais essayer de me renseigner auprès de mon beau frère géophysicien.
Cdt

[f.oreste]

si mes souvenir sont bons... les ondes sismiques se comportent comme toutes onde en changeant de milieux, une partie traverse et l'autre est renvoyé par difraction/refraction... c'est cette faculté ui permet de passer au travers des certains matériaux et d'en voir d'autre plus dense... ainsi de l'échographie...