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DOC.1 Enregistrement d'un séisme
Le 11 mars 2011, un tremblement de terre de magnitude 9,0 sur l'échelle de Richter a été ressenti au Japon.
L'épicentre du séisme se trouvait à 130 km au large de Sendai (côte Est du Japon): deux plaques
tectoniques se chevauchant furent à l'origine de différents types d'ondes mécaniques. Les ondes de fond, se
propageant à l'intérieur de la Terre à partir de l'épicentre, sont constituées des ondes primaires P (les plus
rapides), et d'ondes secondaires S (Fig 1).
Au sol, le séisme donne lieu à des ondes voyageant en surface. Les enregistrements des séismes sont
réalisés par des sismographes (Fig 2).
ondes P
ondes
de volume
ondes
compressions-F
propagation
des ondes
dilatations
milieu non perture
milieu non perturbe
origine de l'onde
Fia.1 Deux types d'ondes sismiques
tambour rotatif
stylo
masse
18 h 31 min 10 s
support
ressort
Fia.2 Modélisation d'un sismographe
1. Parmi les ondes P et S, indiquer celle qui est transversale. Justifier.
2. D'après le DOC. 1, déterminer quel type d'ondes, S ou P, est le plus rapide.
3.
Les ondes P se propagent à une célérité (ou vitesse de propagation) vp= 6,0 km/s et les ondes S à une
célérité vs = 4,0 km/s.
Calculer les retards TS et TP pris par les deux types d'ondes pour un point M à 12 km de l'épicentre P
(vous pourrez vous aider d'un schéma).
Le document 2 montre le sismogramme relevé lors du séisme.
DOC.2 Sismogramme relevé lors d'un séisme à la distance d de l'épicentre (= foyer du séisme)
train d'ondes n°1
train d'ondes n°2
18 h 31 min 30 s
18 h 31 min 0s
18 h 31 min 20 s
4. D'après la réponse 2. et le DOC.2, déterminer le type d'ondes (S ou P) correspondant au train
d'ondes n°1 et au train d'ondes n°2.
5. Sur le DOC.2, déterminer la durée qui sépare la réception des 2 trains d'ondes.
6. En utilisant le DOC.2 et la question 3, proposer une méthode pour déterminer la distance d entre le
sismographe et l'épicentre. Calculer cette distance. En déduire à quelle heure précise a eu lieu le
séisme (à l'épicentre).

le plus rapidement possible svp

Sagot :

Safagharbi20111004

Réponse :

Le séisme de magnitude 9,0 qui a frappé le Japon le 11 mars 2011 était causé par deux plaques tectoniques se chevauchant, qui ont généré différents types d’ondes mécaniques 1. Les ondes primaires P sont des ondes de compression, tandis que les ondes secondaires S sont des ondes transversales 1. Les ondes P sont plus rapides que les ondes S, avec une vitesse de propagation de 6,0 km/s, tandis que les ondes S se propagent à une vitesse de 4,0 km/s 1.

Pour calculer les retards TS et TP pris par les deux types d’ondes pour un point M à 12 km de l’épicentre P, nous pouvons utiliser la formule suivante:

TS = d / vs = 12 km / 4.0 km/s = 3 s TP = d / vp = 12 km / 6.0 km/s = 2 s

D’après la réponse 2 et le DOC.2, le train d’ondes n°1 correspond aux ondes P et le train d’ondes n°2 correspond aux ondes S 1. La durée qui sépare la réception des deux trains d’ondes est de 20 secondes 1.

En utilisant la question 3, nous pouvons déterminer la distance d entre le sismographe et l’épicentre en soustrayant le retard TP (2 s) du temps écoulé entre les deux trains d’ondes (20 s - 2 s = 18 s) et en multipliant le résultat par la vitesse de propagation des ondes P (6,0 km/s):

d = (20 s - 2 s) x 6,0 km/s = 108 km

Le séisme a donc eu lieu à une distance de 130 km - 108 km = 22 km de l’épicentre du sismographe. En déduire l’heure précise à laquelle le séisme a eu lieu à l’épicentre n’est pas possible avec les informations fournies.

Explications :

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