Comment la propagation des ondes sismiques révêle-t-elle la structure de la partie superficielle de la Terre ?

• La limite de la lithosphère océanique

La tomographie à 100 km de profondeur permet de montrer la structure de la Terre à cette profondeur. Le site Harvard Seismology: Projects présente de nombreuses études des variations de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. La coupe ci-dessous au niveau de l'océan est particulièrement intéressante au niveau pédagogique car elle montre bien l'anomalie de faible vitesse au niveau de la LVZ.
(extrait de la page http://www.seismology.harvard.edu/projects/3D/S20A/S20A.html)

Carte tomographique à 100 km de profondeur montrant bien la chute de vitesse des ondes sismiques donc la présence d'une zone de viscosité moindre. Le tracé rouge correspond à la coupe sismique ci-dessous. L'échelle correspond à la variation en pourcentage de la vitesse des ondes à un certaine profondeur par rapport à la moyenne (valeurs de la norme PREM). Les cercles rouges corrrespondent aux épicentres de séismes récents.

• La limite de la lithosphère continentale

Les études tomographiques permettent de comprendre la viscosité de la Terre à différentes profondeurs. Le site de Géoscope permet d'obtenir des résultats récents au point de vue de la tomographie. GEOSCOPE en particulier à l'adresse des résultats scientifiques (Scientific Results ) où l'on peut se procurer de nombreuses images de tomographies dont voici un exemple à 100 km de profondeur.

Sur le site de l'université de Harward, de nombreux documents sont également disponibles et téléchargeables, montrant des tomographies réalisées à différentes profondeurs et utilisant différents modèles mathématiques et différentes fréquences d'ondes. Le document ci-dessous, extrait de ce site, présente différents résultats en fonction du type d'onde choisi.

Deux modèles différents de calcul des variations de vitesses des ondes sismiques : les régions bleues indiquent une zone de densité supérieure à la moyenne et la zone rouge une zone de plus basse densité.

Perturbations de densité à différentes profondeurs calculées pour différentes ondes. L'échelle de variations est indiquée pour chaque profondeur.

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