Le premier vrai modèle et les discontinuités sismologiques
Le premier vrai modèle a été donné avec la découverte des
ondes sismiques, à partir du début du XXème. La détection des ondes de
cisaillement (qui ne se propagent pas dans les liquides, voir chapitre
sismologie) montre que le globe se comporte comme un corps solide élastique, du
moins dans toute sa partie supérieure. Les géologues doivent donc revoir leur
copie et reprendre leurs explications des volcans et la formations des
montagnes !
Oldham (1858-1936) construit en 1906 un premier modèle
de Terre sismologique. Sur les courbes temps-distances qu'il vient de tracer, il
remarque que les ondes S subissent un retard d'une dizaine de minutes pour des
distances épicentrales supérieures à 120-130°. Il l'explique en disant que ces
ondes traversent une région centrale où la vitesse est sensiblement inférieure
à celle existant dans l'enveloppe extérieure et il pense ainsi mettre en
évidence une discontinuité sismologique majeure vers 3800 km de
profondeur.
Les discontinuités
En 1909, Mohorovicic observe un accroissement des
vitesses sismiques sous la Croatie à environ 54 km de profondeur. Cet
accroissement est ensuite confirmé par d'autres sismologues dans différentes
régions du monde ; il est interprété comme l'interface entre la croûte et le
manteau.
En 1912, Gutenberg (1889-1960) repositionne la
discontinuité d'Oldham vers 2900 km de profondeur (qui est la valeur
adoptée de nos jours). Il observe que les ondes P émises par un séisme sont
enregistrées normalement jusqu'à la distance épicentrale de 105°.
Entre 105 et 142°, les ondes P ne sont plus observées, puis
à 142°, elles réapparaissent. C'est le phénomène de « zone d'ombre »
que Gutenberg explique comme le résultat de la réfraction des ondes P à travers
une discontinuité marquant une chute brutale de la vitesse des ondes. En 1923,
il interprète cette discontinuité comme l'interface entre le noyau et
l'enveloppe de Wiechert.
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