La mesure de la vitesse des ondes P et ses enseignements
 
1s21tp2
Objectif de connaissance. Un exemple d'apport de la sismologie à la connaissance de la structure du globe.
Matériel. Télécharger le fichier mohorovicic.htm
Activités Capacités - Exigences - Conseils
Les activités utilisent le logiciel Sismolog (voir la fiche technique)
1. Calculer la vitesse des ondes P. Recenser, extraire et organiser des informations
- Séisme du 8/09/1995 (Isère - France) - Station OG08 distance épicentrale Δ = 58,6 km.
- Pointer l'heure d'arrivée des ondes P, vérifier l'exactitude du pointage, afficher l'heure du séisme à l'hypocentre.
- Présenter le raisonnement, les calculs et le résultat.
2. En s'appuyant sur un schéma monter que l'analogie entre un rai sismique et un rayon lumineux permet d'expliquer l'existence d'anomalies apparentes dans l'arrivée des ondes P.
- Séisme du 8/09/1995 (Isère - France) - Station SSB distance épicentrale Δ = 107 km.
- La vitesse des ondes P entre l'hypocentre du séisme et la station SSB a été mesurée à 5,72 km.s-1.
- Calculer puis pointer sur le sismogramme l'heure d'arrivée des ondes P, vérifier le pointage. Quel problème pose le résultat obtenu ?
- Séisme du 19/01/1991 (Savoie - France) - Station OG02 distance épicentrale Δ = 63,3 km.
- Pointer sur le sismogramme l'arrivée des ondes P, vérifier le pointage.
- Observer la présence d'un deuxième train d'ondes P. Quel problème pose cette observation ?
Communiquer (réalisation d'un schéma)
-  Appliquer le raisonnement d'André Mohorovicic (voir document mohorovicic.htm).
- Le schéma est ici une construction géométrique montrant les divers trajets possibles d'une onde P entre l'hypocentre et au moins trois stations d'enregistrement, judicieusement choisies, des ondes sismiques.
- Schéma (titre et légendes explicatives) accompagné d'un commentaire explicatif.
3. Calculer la profondeur de la surface de discontinuité rencontrée par les ondes P.
Comprendre le lien entre phénomènes naturels et langage mathématique
- Séisme du 19/01/1991 (Savoie - France) - Station OG02 distance épicentrale Δ = 63,3 km ; vitesse moyenne des ondes P dans cette région des Alpes V = 6,25 km.s-1
- Pour ce séisme : angle d'incidence = angle de réflexion = 45°.
- Tenir compte du schéma de l'activité 2.
- Négliger la profondeur focale, de sorte que le foyer est confondu avec l'épicentre.
- Appliquer le théorème de Pythagore.
- Présenter le raisonnement les calculs et les résultats.
Pour travailler ce sujet à la maison voir le manuel (Nathan 1e S) p. 112, 113, 126 - Exercice : 6 p 128.

Matériel


Polycopié
- 1 fiche élève par élève
- Fiche technique Sismolog (1e S)

Ordinateurs
- Copier le dossier 1s21tp2 dans le dossier Ressources / SVT de la classe.
- Logiciel Sismolog.

Dans la salle
- Fiches élèves : 1 exemplaire par élève, sur le bureau professeur.
Modèle analogique Rais sismiques
- 1 source laser
- 2 cristallisoirs emboîtés
- 1 bâton d'encens
- 1 petite boule de pâte à modeler
- 1 bande de papier (écran)
- 1 rouleau de ruban adhésif

Par poste de travail
- 2 Fiches techniques Sismolog (1e S) sous pochette plastique

Commentaire

TP trop long - Pas le temps d'aborder la 3e activité

Sources
- Calcul d'une distance en km entre deux points géoréférencés www.nhc.noaa.gov/
- Stations SISALP affiliées au réseau RésNaSS : isterre.fr
- Vitesse des ondes P
- Profondeur du Moho www2.ac-lyon.fr