1-La structure interne du globe terrestre 

Exercice : Utilisation des hodochrones pour l'étude de la structure interne du globe

Document 1 - Principe de l'hodochrone

Supposons qu'un tremblement de terre ait produit des ondes enregistrées par trois stations A, B et C.

Dans le schéma ci-dessous, le foyer est représenté à l'intérieur du globe (à la verticale de l'épicentre).

Chaque station dispose d'un enregistrement sismique ou "sismogramme" représenté très schématiquement ci-dessous :

Dans ces sismogrammes, on peut mettre en évidence trois trains d'ondes : les ondes P (premières ou primaires), les ondes S (secondes ou secondaires) et les ondes L (qui font partie des ondes de surface) :

Si l'on espace ces sismogrammes en fonction de la distance entre l'épicentre et la station d'enregistrement et qu'on relie les moments d'arrivée des trois trains d'ondes P, S et L, on obtient la représentation graphique de l'heure d'arrivée des différentes ondes P, S et L en fonction de la distance entre l'épicentre et la station. De telles "courbes" sont appelées des "courbes de propagation" ou des "hodochrones". L'ensemble de ces "courbes" est un hodogramme. Source des illustrations : http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/article.php3?id_article=1325

Document 2 - Hodogramme des ondes P, S et L

Dans cet hodogramme, la distance épicentrale est donnée en km et en degré de latitude.

Source : http://crdp.ac-amiens.fr/crdp/seismes/003.htm

Document 3 - Données sur les ondes sismiques

• Les ondes P se propagent dans tous les milieux, ce sont des ondes de compression (ondes longitudinales) ; en première approximation, on peut considérer que leur vitesse est proportionnelle à la racine carrée de la masse volumique des matériaux traversés ^[1].
  
• Les ondes S se propagent dans les milieux solides (mais pas les liquides), ce sont des ondes de cisaillement (ondes transversales) ; leur vitesse est liée à la masse volumique comme celle des ondes P.
  
• Les ondes L se propagent en surface.

[1] remarque (hors programme) : en fait la vitesse des ondes P ou S est inversement proportionnelle à la masse volumique (ρ) mais proportionnelle à un coefficient d'incompressibilité (K) et de cisaillement (µ). En pratique, K et µ augmentent plus rapidement que ρ.