SÉISMES ET SISMOLOGIEOndes sismiques

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Imagerie sismique moderne

Les résultats présentés jusqu'ici s'appuient sur une vision à symétrie sphérique des structures internes de la Terre. Depuis les années 1980, la sismologie a fait des progrès considérables pour imager l'intérieur du globe en trois dimensions, grâce, d'une part, au développement et à la densification des réseaux sismologiques, et, d'autre part, à l'utilisation de moyens de calcul toujours plus puissants. Ce qui est devenu banal en tomographie médicale le devient pour la tomographie de la Terre. Outre le fait que les fréquences en jeu ne sont pas les mêmes, la principale différence entre la tomographie médicale par ultrasons et la tomographie sismique de la Terre tient à la répartition des sources d’ondes et des récepteurs. Le sismologue ne contrôle pas la position des sources, ni dans l'espace ni dans le temps et, pour compliquer la situation, il est pratiquement aveugle sur une grande partie du globe. En effet, la présence de stations sismologiques se limite aux continents et aux îles, ce qui laisse des pans entiers d'océans sans observation. La richesse des ondes sismiques – avec, d’une part, les ondes P et S et leurs multiples trajets possibles par réflexions internes et, d’autre part, les ondes de surface (type Love ou Rayleigh) – permet toutefois de compenser partiellement l’absence de stations dans de vastes zones océaniques en éclairant l’intérieur de Terre avec un grand nombre de trajets d’ondes sismiques.

Une carte dressée à partir de mesures des vitesses de propagation d'ondes de surface de Rayleigh de grandes longueurs d'onde (plus la longueur d’onde est grande, plus l’onde de surface pénètre profondément) donne un exemple de variations in situ de la vitesse des ondes S à 150 kilomètres de profondeur. Ces variations, essentiellement dues à celles de la température, y sont exprimées par rapport à la moyenne des vitesses régnant sur l'ensemble du globe à la même profondeur. Les zones les plus chaudes (en rouge) correspondent à de faibles vitesses. Inversement, les zones froides (en bleu) correspondent à des vitesses d'ondes S anorm [...]

Variation de la vitesse des ondes sismiques S observées à 150 kilomètres de profondeur

Photographie : Variation de la vitesse des ondes sismiques S observées à 150 kilomètres de profondeur

Photographie

À partir des mesures de la vitesse des ondes sismiques de Rayleigh observées à la surface du globe, on peut construire des modèles donnant la variation de la vitesse des ondes S à l’intérieur de la Terre. Sur cette mappemonde, les couleurs indiquent les pourcentages de variation de cette... 

Crédits : M. Cara/ Unistra

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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

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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Écrit par :

  • : ancien professeur à l'université de Strasbourg

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Michel CARA, « SÉISMES ET SISMOLOGIE - Ondes sismiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/seismes-et-sismologie-ondes-sismiques/