CORRIGE DE L'EXERCICE n° 1
SVT

GEOLOGIE 1ERE SCIENTIFIQUE sur la structure du globe Professeur Manumanu Retour vers énoncé Titre : démarche expérimentale de modélisation de la zone d'ombre sismique
OBSERVATION : Lorsqu'un séisme se produit, les stations sismiques situées entre 103° et 140° (soit entre 11500 et 14500 km) n'enregistrent aucune onde P directe. Elles sont situées dans une zone d'ombre sismique. Schéma 1 : Schéma d'un globe terrestre en 3 D avec sa zone d'ombre pour les ondes P.
HYPOTHESES : Les ondes sismiques ne se propagent pas dans un globe terrestre homogène. Elles subissent des déviations du fait de leur franchissement, en profondeur, d'une surface de discontinuité qui les fait pénétrer dans un milieu où leur vitesse de propagation est moins rapide. La trajectoire des rais sismiques peut être modélisée par celle de rais lumineux, ici un rayon laser. Les rais sismiques suivent les lois de Descartes. Schémas 2 et 3 : Réfraction d'un rai au passage dans un milieu moins rapide (schéma 2) et plus rapide (schéma 3).
Loi de Descartes : v1sin i2 = v2 sin i1
EXPERIENCE : schéma 4 : dispositif expérimental. Empois d'amidon dans le cristallisoir central (vitesse « faible » de la lumière d'environ 230 000 km/sec) entouré par de l'air+encens (vitesse « rapide » de la lumière d'environ 300 000 km/sec). Laser orientable à l'extérieur.
RESULTATS : Schéma 5 : la trajectoire des différents rais (schématiser 6 rais, deux non réfractés, quatre réfractés). Repérer la zone d'ombre par une flèche et la légender
INTERPRETATION : La zone d'ombre est une zone qui ne peut atteinte par les rais lumineux du fait des deux réfractions successives. La zone d'ombre sismique a sans doute la même origine bien que les différences entre ce modèle et la planète terre soient nombreuses (vitesses des ondes, densité des matériaux…..)
CONCLUSIONS : La surface de discontinuité de Gutenberg située à 2900 km de profondeur sépare le manteau (VP de 14 km/sec) du