La structure en couches de la terre

Les temps de parcours des ondes sismiques ont révélé que la Terre est structurée en couches. Les détails de l'analyse sont présentés à la Fig. 16.8.

Trois couches principales ont été identifiées, à savoir la croûte: une coquille très fine de 4, 8 km à 48 km d'épaisseur, le manteau la couche suivante d'environ 2880 km d'épaisseur et le noyau la partie centrale d'un rayon d'environ 3 500 km. La vitesse des ondes sismiques change soudainement au contact de ces couches et les ondes S ne peuvent pas pénétrer dans la zone liquide car elles sont des ondes de cisaillement, même si l’onde P (ondes de poussée) peut passer.

En réalité, la structure réelle de la Terre est plus complexe que celle présentée ici. Les ondes P qui s’accélèrent lorsqu’elles se déplacent dans la partie centrale du noyau suggèrent que cette partie du noyau est solide. La croûte terrestre est une coquille mince recouvrant le manteau. Un changement prononcé de la vitesse sismique sépare la croûte du manteau. Cette zone de séparation est la discontinuité de Mohorovicic (discontinuité de Moho ou M).

L'épaisseur de la croûte (ou la distance au Moho) varie entre 4, 8 km et 48 km. Il a une plus grande épaisseur sous les continents que sous les océans. Il est le plus épais sous certaines chaînes de montagnes jeunes. La preuve de la discontinuité de Mohorovicic est expliquée ci-dessous.

Les stations sismiques situées à une distance inférieure à 800 km des séismes peu profonds reçoivent deux séries d'ondes P et S. Etant donné qu'une série d'ondes P et S traverse la croûte et l'autre principalement à travers le manteau, les deux séries se déplacent à des vitesses différentes. En étudiant les temps de parcours de ces ondes à plusieurs stations, nous pouvons calculer la profondeur de ce changement de vitesse.

D'autres différences plus petites dans les vitesses de déplacement des ondes ont révélé des couches dans la croûte même, comme le montre la Fig. 16.9. La croûte continentale semble être granitique puisque des roches intrusives et métamorphiques de cette composition sont à la base des roches sédimentaires qui recouvrent une grande partie de la surface et que les roches granitiques présentent les vitesses sismiques observées. De même, l’océan semble reposer sur du basalte et la couche inférieure sous les continents semble être du basalte.

La vitesse des ondes sismiques est liée aux propriétés physiques du milieu par lequel elles passent. Il est donc possible de se faire une idée du matériau qui compose les parties profondes de la terre. Les enquêtes ont révélé que la densité du manteau varie d'environ 3 près du sommet à environ 6 à la base. De même, la densité du noyau varie d’environ 9 à son sommet à environ 12 au centre.