SÉISMES ET SISMOLOGIEOndes sismiques

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Structure globale de la Terre

Le fait que des ondes sismiques puissent se propager sur de grandes distances fut une surprise pour les physiciens qui ont suspecté le phénomène au début du xixe siècle. En 1889, Ernst von Rebeur Paschwitz (1861-1895) observa en Allemagne des ondes sismiques provenant d'un séisme ayant eu lieu au Japon. Il devint alors évident qu'un ébranlement sismique pouvait se propager à travers la Terre entière. La nature solide et élastique de l'ensemble du globe, qui permet aux ondes S de s'y propager, avait été proposée plus tôt par le physicien anglais lord Kelvin (1824-1907), sur fond de débat scientifique entre les partisans du « feu central » avec une Terre en fusion sous une mince écorce terrestre et ceux défendant une Terre rigide. Lord Kelvin a montré en 1863 que, pour expliquer la hauteur des marées océaniques, il fallait concevoir la Terre comme une sphère solide et élastique ayant la rigidité de l'acier. On montrera plus loin dans cet article que ce modèle d'une sphère entièrement solide n'est pas correct, mais il a probablement influencé la conception des premiers modèles sismologiques globaux mis au point au début du xxe siècle.

Dès qu'il fut acquis que les ondes sismiques pouvaient traverser toute la Terre, une nouvelle branche de la sismologie, qui consiste à imager l'intérieur du globe, s’est développée au début du xxe siècle. L'observation d'arrivées d'ondes sismiques anormalement tardives à de très grandes distances de l'épicentre a très vite conduit à lier cette observation à la présence d'un « noyau » dense situé au centre de la Terre, et dont l'existence était déjà soupçonnée au vu de la forte masse volumique moyenne de l'ensemble du globe comparée à celle des roches de surface. Le sismologue britannique, Richard Dixon Oldham (1858-1936), fut le premier à donner un ordre de grandeur du rayon du noyau terrestre en 1906, mais c'est le sismologue allemand Beno Gutenberg (1889-1960) qui le mesura de façon précise peu avant la Première Guerre mondiale. Bénéficiant d'un ensemble de mesures sis [...]


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Différentes ondes sismiques

Différentes ondes sismiques
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Spectre des vibrations sphéroïdales de la Terre dues à un séisme

Spectre des vibrations sphéroïdales de la Terre dues à un séisme
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Sismicité mondiale

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Rayons sismiques de type P traversant la Terre

Rayons sismiques de type P traversant la Terre
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  • : ancien professeur à l'université de Strasbourg

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Pour citer l’article

Michel CARA, « SÉISMES ET SISMOLOGIE - Ondes sismiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 28 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-ondes-sismiques/