VITESSE DES ONDES ET RIGIDITE DE LA ROCHE

En 4ème, il faut montrer que "Les variations de la vitesse des ondes sismiques ...permettent de distinguer la lithosphère de l'asthénosphère."

On sait que l'on distingue la lithosphère et l’asthénosphère par le comportement de la péridotite mantellique : cassante dans la lithosphère, ductile dans l’asthénosphère.

La limite lithosphère - LVZ ("Low Velocity Zone" au sommet de l'asthénosphère) est ainsi purement thermique. Mais attention, la vitesse de propagation des ondes ne dépend pas de la température des roches mais (pour faire simple) de leur rigidité.

Principe :

Une expérience composée de 2 manipulations :
On considère un même matériau (une barre de patte à modeler dont les dimensions peuvent être 35 cm x 2 cm x 2 cm) placé dans 2 conditions de températures différentes.
- à température ambiante = la barre est souple (asthéno)
- au congélateur (-18° pendant 2 jours) = la barre est plus rigide (litho).

On applique un choc à une extrémité puis à l'aide de capteurs piezo, on mesure le délai d'arrivée des ondes au second capteur lorsque le paramètre "rigidité" varie.

Rigidité	Enregistrements avec Audacity	Résultats (10-6 sec)
+		840
-		1347

Interprétation - Conclusion :

Les ondes circulent plus vite lorsque le matériau est plus rigide.

Le ralentissement des ondes à l'intérieur du globe (entrée dans l'asthénosphère) peut donc s'expliquer par une diminution de la rigidité des roches