Un séisme est un ébranlement brutal du sol provoqué par l’arrivée d’ondes sismiques (élastiques) prenant naissance en profondeur à la suite d’une rupture brutale de roches et d’un mouvement brusque de deux compartiments.
Le foyer (ou hypocentre) du séisme correspond au lieu de la rupture où prennent naissance les ondes sismiques. L’épicentre est sa projection à la surface de la Terre, il correspond au lieu où la secousse est maximale.
Epicentre et foyer d'un séisme
Lors d’un séisme, de l’énergie est libérée et elle est transmise sur de grandes distances par les ondes sismiques émises dans toutes les directions à partir du foyer.
L’enregistrement des ondes sismiques s’effectue grâce à un sismomètre, ou sismographe. Les enregistrements obtenus sont des sismogrammes.
Ne pas confondre sismographe et sismogramme
Il existe trois types d’ondes :
- Les ondes P (pour Premières) sont les plus rapides, elles sont dues à la compression et à la dilatation des roches. Elles se propagent dans les solides comme dans les liquides.
- Les ondes S (pour Secondes) sont plus lentes, elles sont dues au cisaillement des roches. Elles ne peuvent se propager que dans les solides.
- Les ondes de surface sont les plus lentes et se propagent uniquement dans les couches les plus superficielles de la Terre.
les différents types d'ondes sismiques
Les trajectoires suivies par les ondes sismiques sont appelées des rais sismiques. Lorsqu’une onde sismique atteint une interface c'est-à-dire une limite entre deux milieux aux propriétés physiques différentes (masse volumique, composition chimique…) elle est :
- Réfractée c'est-à-dire que le changement entre le milieu 1 et le milieu 2 entraine un changement de la trajectoire de l’onde sismique dans le milieu 2 qui est déviée
- Réfléchie c'est-à-dire que l’interface entraine la réflexion de l’onde.
L’interface entre deux milieux constitue une surface de discontinuité.
Les ondes P et S qui traversent le globe terrestre permettent de fournir des informations sur les caractéristiques des milieux traversés et sur la position des surfaces de discontinuité.
Comportement des ondes sur une discontinuité
Grâce à l’étude des ondes sismiques, un modèle structural de la Terre interne a pu être proposé.
-La présence de zones d’ombres à la surface de la Terre dans lesquelles les ondes sismiques ne sont pas enregistrées implique nécessairement la présence d’un noyau en profondeur.
-L’étude des ondes S a permis de constater que la Terre était majoritairement solide. Seul le noyau externe est à l’état liquide : les ondes S ne s’y propagent pas. Cette constatation invalide complètement les anciennes hypothèses d’une Terre en fusion.
La zone d'ombre
-L’étude des ondes sismiques a également permis la connaissance des couches superficielles de la Terre. La croute, qu’elle soit continentale ou océanique, est séparée d’une couche plus dense appelée manteau par une discontinuité : le Moho.
L’étude de très nombreux séismes a permis de bâtir un modèle sismique de la Terre : le modèle PREM (Preliminary Reference Earth Model).
Modèle PREM (gauche) et structure de la Terre (droite)
