Solution des exercices : Les séismes et la structure du globe terrestre 4e

 

Maitrise des connaissances

Exercice 1

A) Définition des mots ou expressions suivants :
 
$-\ $ Séisme : c'est une série de mouvements ou secousses naturelles du sol due à une rupture brutale des roches en profondeur.
 
$-\ $ Sismogramme : c'est une représentation graphique du mouvement ou secousse du sol obtenue à partir du sismographe.
 
$-\ $ Épicentre : c'est un point situé en surface du globe à la verticale du foyer, où l'intensité du séisme est la plus forte et les dégâts sont les plus importants.
 
$-\ $ Manteau : c'est une couche formée de roches partiellement fondues sur laquelle repose la croûte terrestre. Il a une épaisseur de $2 900\;km$ et la température y est d'environ $4000^{\circ}C.$
 
$-\ $ Asthénosphère : c'est la zone du manteau de nature visqueuse située sous la lithosphère. Elle peut s'étendre jusqu'à environ $700\;km$ de profondeur.
 
$-\ $ Lithosphère : c'est la partie superficielle du globe terrestre de nature rigide, elle est constituée par la croûte terrestre (océanique ou continentale) et par la partie rigide du manteau supérieur. Elle peut s'étendre jusqu'à environ $100\;km$ de profondeur.
 
$-\ $ Faille : c'est une fracture du sol, sorte de grande fissure à la surface de la terre.
 
$-\ $ Sismographe : appareil permettant d'enregistrer les différents mouvements du sol appelés ondes sismiques.
 
B) Associons chaque mot à sa définition
 
$$\begin{array}{lcl} \text{1- Sismographe}&\longleftrightarrow&\text{a. Appareil qui enregistre les ondes sismiques}\\ \text{2- Séisme}&\longleftrightarrow&\text{c. Tremblement de terre}\\ \text{3- Épicentre}&\longleftrightarrow&\text{d. Endroit de la surface terrestre situé}\\& &\quad\text{à la verticale du foyer}\\ \text{4- Foyer}&\longleftrightarrow&\text{b. Lieu de rupture des roches en profondeur}\end{array}$$

Exercice 2

a) L'épicentre d'un séisme correspond au point d'impact des secousses sismiques à la surface de la terre, où l'intensité du séisme est la plus forte et les dégâts sont les plus importants.
 
b) Lors d'un séisme, des ondes sismiques se propagent dans les roches du sous-sol, dans toutes les directions. Ce qui fait que les ondes seront ressenties en différents points de la surface de la terre.
 
Aussi, en s'éloignant de l'épicentre, les ondes sismiques perdent en intensité avec une vitesse de propagation variable. Ce qui permet ainsi d'obtenir des sismogrammes différents.
 
C'est donc ce qui explique que pour un même séisme on obtienne plusieurs enregistrements en différents endroits du globe.
 
c) Différence entre la lithosphère et l'asthénosphère.
 
La lithosphère est de nature rigide donc cassante avec une profondeur de $100\;km$ alors que l'asthénosphère avec une épaisseur d'environ $600\;km$ est de nature visqueuse donc peut se déformer sans casser.

Exercice 3

Recopions les affirmations exactes et corrigeons celles qui sont inexactes
 
a) L'épicentre est le lieu où le séisme est ressenti le plus violemment en surface.
 
b) L'échelle de $MSK$ permet d'évaluer l'intensité d'un séisme.
 
c) Les sismographes sont des appareils qui enregistrent les ondes sismiques.
 
d) Les failles sont dues à des forces lentement accumulées qui s'exercent sur les roches en profondeur.
 
e) Un foyer est le lieu d'où partent les ondes après la rupture des roches en profondeur.
 
f) Les ondes sismiques se propagent dans toutes les directions à partir du foyer.
 
g) La lithosphère a une épaisseur d'environ $100\;km$, celle de l'asthénosphère est d'environ $600\;km.$

Exercice 4


 


 

Compétences méthodologiques

Exercice 1

Le graphique ci-dessous présente la variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur.

 

 

a) Sur la courbe (a), les profondeurs où les changements brusques de vitesse des ondes $P$ indiquent une limite entre deux enveloppes différentes du globe terrestre sont : $50\;,\ 3000$ et $5100\;km$
 
En effet,
 
$-\ $ au tout début de la courbe, à environ $50\;km$ de profondeur on observe une augmentation très rapide de la vitesse caractérisée par la discontinuité de Mohorovicic, séparant la croûte et le manteau.
 
$-\ $ à $3000\;km$ de profondeur, on assiste à une grande chute de la vitesse caractéristique de la discontinuité de Gutenberg, frontière entre le manteau et le noyau externe.
 
$-\ $ à $5100\;km$ de profondeur, on observe  augmentation brutale de la vitesse caractérisant la discontinuité de Lehmann, frontière entre le noyau externe (liquide) et le noyau interne (solide).
 
b) A partir de $100\;km$ de profondeur, on observe sur la courbe (b) une diminution de la vitesse des ondes. 
 
Cette zone à faible vitesse est l'asthénosphère.
 
Elle est constituée de péridotite.
 
c) On distingue successivement :
 
$-\ $ la lithosphère (couleur verte)
 
$-\ $ l'asthénosphère
 
$-\ $ le manteau inférieur solide

Exercice 2

1) Expliquons pourquoi la vitesse des ondes est plus grande dans la partie profonde de la lithosphère.
 
Dans la partie profonde de la lithosphère la roche devient de plus en plus dense, du fait de la pression qui est devenue plus intense.
Et cette accroissement de densité des roches engendrent une augmentation de la vitesse des ondes.
 
Ainsi, la vitesse des ondes est plus grande dans la partie profonde de la lithosphère.
 
2) La nature des roches dans les deux lithosphères en fonction de la vitesse des ondes $P$ qui les traversent est récapitulée dans le tableau suivant :
 
$$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}\hline &\text{Lithosphère}&\text{Lithosphère}&\text{Lithosphère}&\text{Lithosphère}\\ &\text{continentale}&\text{continentale}&\text{océanique}&\text{océanique} \\ \hline\text{Vitesse des}&\text{en km/s}&\text{Type}&\text{en km/s}&\text{Type} \\ \text{ondes P}& &\text{de roche}& &\text{de roche} \\ \hline\text{Ecorce}&2\text{ à }5& \text{sédimentaire}&5.5\text{ à }6&\text{basalte} \\ \text{en surface}& & & & \\ \hline\text{Ecorce}&5\text{ à }5.5&\text{granite}&6\text{ à }6.7&\text{basalte} \\ \text{en profondeur}& & & & \\ \hline\text{Manteau}&8\text{ à }12&\text{péridotite}&8\text{ à }12&\text{péridotite} \\ \text{supérieur}& & & & \\ \hline\end{array}$$
 
 
 
Niveau: 
Classe: 
Auteur: 
Ndèye Ndiaye

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