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TD2 TD2 la Terre : Analyse des structures internesla Terre : Analyse des structures internes

Mthodes danalyse indirects pour dcouvrir la structure Mthodes danalyse indirects pour dcouvrir la structure interne de la Terreinterne de la Terre

1) gravimtrie et isostasie1) gravimtrie et isostasie

2) magntisme2) magntisme

3) sismologie3) sismologie

44) tldtection ) tldtection satellitalesatellitale

5) 5)

1) Gravimtrie et isostasie1) Gravimtrie et isostasie

* Dfinitions et rappels

gravimtrie = tude de la direction et intensit de la pesanteurchamp de pesanteur et goide.

Surface dquipotentielle dquilibre des mers

mesur par satellites

* Dfinitions et rappels (suite)

Anomalie de Bouguer = valeur de pesanteur thorique valeur mesure la surface de la Terre , pralablement corrig des effets daltitude, de plateau et de relief

correction daltitude correction de plateau correction topographique

Anomalies de Bouguer = 0

MAIS.

(France)(France)

Effets de relief (excs ou dficit de masse) est naturellement compens en profondeur:

ISOSTASIE = quilibre hydrostatique

Un relief (excs de masse en surface) est compens par une masse faible en profondeur

Exemple: le glaon dans le pastis

* Modles de compensation isostatique:

Modle dAIRYTD2

Modle de Pratt

Surface de compensationpression est la mme en tout point

Cas dune chane de Montagne

cm

c < m (=cte)

But: - estimer la profondeur de la racine en fonction de laltitude de la montagne

* Modles de compensation isostatique: Modle dAIRY

* Exercice 1 Isostasie et rajustement lis lrosion

Une rgion se trouvait initialement 3000 m daltitude moyenne.Depuis, lrosion lui a enlev une paisseur de terrain de 2500 m. Quelle est laltitude actuelle de cette rgion. ( crote = 2.7 et manteau = 3.3)

* Exercice 2 Isostasie et rajustement du Moho

Une roche affleure actuellement dans une rgion daltitude moyenne de 500 m. Ltude des conditions de stabilit de ces minraux prouve quelle sest forme une profondeur de 20 km.

(1) Comment le Moho sest-il dplac?

(2) A quelle altitude se trouvait la rgion au moment o se formait la roche?

2) Sismologie 2) Sismologie rflexion et rfraction des ondes de rflexion et rfraction des ondes de volumes sur une discontinuit.volumes sur une discontinuit.

* Propagations des ondes de volumes

Ondes P et S se propagent suivant des lois proches de celles de loptiques gomtriques phnomnes de rflexion et rfraction sur les discontinuits

* Equation de propagation des ondes

Hypothse: - milieux de part et dautre de la discontinuit sont homognes (=cte). Pas deffet de Pression comme lchelle du globe courbure des rais sismiques

Front dondesRais sismiques

Onde directe

Onde rfracteOn

derf

lchie

Station: enregistrement du temps de parcours dduire h, V1 et V2

* Equation de propagation des ondes

Exprimer t = f(x,V1, h) pour onde directe et rflchie

221

22

1

11

41

4

.2

hx./Vt

h)/(xFA

FA/Vt

AS/VFA/Vtchie:Onde rfl

refl

refl

refl

+=

+=

=

+=

1 x/Vt te:Onde direc

=

* Equation de propagation des ondes

Loi de Descartes pour onde refracte

Onde

coniq

ue

2

1

02

1

1

1

sin

90

sinsin

VV

rsi

Vr

Vi

DescartesSnelldeloi

=

=

=

* Equation de propagation des ondes

Exprimer t = f(x,V1,V2, h, ) pour une onde conique

12

2

12

1

2

21

221

21

cos.2

)sin1(cos2

cossin2

cos2

cossin2

cos2

2

Vh

Vxt

Vh

Vxt

Vh

Vx

Vht

Vh

Vx

Vht

VBC

VFBt

refr

refr

refr

refr

refr

+=

+=

+=

+=

+=

sinsin)3(

cossin.2sin.*2)2(

cos)1(

12

2

1 VVdoncVV

hxFBxBC

hFB

==

==

=

* Equation de propagation des ondes

Representation graphique t = f(x): hodochrone

1 x/Vt te:Onde direc

=

221 41 hx./Vt

chie:Onde rfl

refl +=

12

cos.2V

hVxt

rfracteOnde

refr

+=