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Modele sismique de la terre

by / Wednesday, 20 February 2019 / Published in Uncategorized

Ces variations sont en fait assez petites, de l`ordre de quelques pour cent, de sorte que l`idée de base de la terre étant une planète stratifiée spheriquement sont bien fondées. Dans la croûte, les variations sont plus grandes et peuvent atteindre des dizaines de pour cent. La croûte est le matériau extrait du manteau au cours des 4,5 milliards dernières années et il contient une grande diversité de structures qui sont souvent apparentes lorsque vous étudiez les roches exposées à la surface. L`augmentation globale de la vitesse d`onde sismique avec la profondeur dans la terre produit une courbure vers le haut aux rayons qui traversent le manteau. Une exception notable est causée par la diminution de la vitesse du manteau au noyau. Cette vitesse diminue les virages en arrière et crée une «zone d`ombre P-Wave» entre environ 100 ° et 140 ° de distance (1 ° = 111,19 km). Nous avons déjà discuté des principaux éléments de l`intérieur de la terre, du noyau, du manteau et de la croûte. En étudiant les caractéristiques de propagation (temps de déplacement, amplitudes de réflexion, caractéristiques de dispersion, etc.) des ondes sismiques pour les 90 dernières années, nous avons beaucoup appris sur la nature détaillée de l`intérieur de la terre. De grands progrès ont été accomplis rapidement parce que, pour la plupart, l`intérieur de la terre est relativement simple, divisé en une sphère (le noyau intérieur) entourée par des coquilles à peu près uniformes de fer et de roche. Les modèles qui supposent que la terre est parfaitement symétrique peuvent être utilisés pour prédire les temps de déplacement des ondes P qui sont exactes à quelques secondes pour un voyage tout au long de la planète. Le modèle PREM est une référence utile pour comprendre les principales caractéristiques de la terre. Des efforts plus récents ont porté sur l`estimation des variations latérales de la vitesse des vagues dans les coques qui composent le modèle de référence. Ces approches sont souvent basées sur la tomodensitométrie, qui est une façon de cartographier les variations de structure en utilisant des observations provenant d`un grand nombre de sismogrammes.

L`idée de base est d`utiliser les temps d`arrivée différés (ou précoces) observés (retardés par rapport au modèle de référence) pour localiser des régions de vitesse d`onde sismique relativement rapide et relativement lente. Un tremblement de terre irradie les ondes P et S dans toutes les directions et l`interaction des ondes P et S avec la surface terrestre et la structure superficielle produit des vagues de surface. La tomodensitométrie peut résoudre l`anisotropie, l`anélasticité, la densité et la densité sonore en vrac. [6] les variations de ces paramètres peuvent résulter de différences thermiques ou chimiques, qui sont attribuées à des processus tels que des panaches de manteau, des dalles de sous-gaines et des changements de phase minérale. Les caractéristiques à plus grande échelle qui peuvent être imagées avec la tomographie comprennent les vitesses élevées sous les boucliers continentaux et les faibles vitesses sous les centres d`épandage océanique. [4] le fait que les vagues voyagent à des vitesses qui dépendent des propriétés matérielles (modules élastique et densité) nous permet d`utiliser des observations d`ondes sismiques pour étudier la structure intérieure de la planète. Nous pouvons regarder les temps de voyage, ou les temps de voyage et les amplitudes de vagues pour déduire l`existence de caractéristiques au sein de la planète, et c`est un domaine actif de la recherche sismologique. Pour comprendre comment nous «voyons» dans la terre en utilisant des vibrations, nous devons étudier comment les vagues interagissent avec les roches qui composent la terre. La tomographie est résolue comme un problème inverse. Les données de temps de déplacement sismique sont comparées à un modèle de terre initial et le modèle est modifié jusqu`à ce que la meilleure adéquation possible entre les prédictions du modèle et les données observées soit trouvée. Les ondes sismiques voyageraient en lignes droites si la terre était de composition uniforme, mais la stratification compositionnelle, la structure tectonique et les variations thermiques reflètent et réagiront les ondes sismiques.

L`emplacement et l`amplitude de ces variations peuvent être calculés par le processus d`inversion, bien que les solutions aux inversions tomographiques ne soient pas uniques. Le diagramme ci-dessous est un tracé des vitesses des ondes P et S et de la densité en fonction de la profondeur dans la terre. Le sommet de la terre est situé à 0 km de profondeur, le centre de la planète est à 6371 km. Les vélocités plus profondes de la terre ont également été imagées. La carte suivante montre les variations à 2 880 km de profondeur, dans le manteau juste au-dessus de la limite du manteau du noyau.

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