TS1 - xobernai

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TS1
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Les ondes du séisme
évalue vos connaissances et savoir-faire directement issus du cours
②
Le tsunami à la loupe
évalue votre capacité à extraire et exploiter les documents
②
Le séisme en chiffres
évalue votre capacité à raisonner et communiquer
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Document n°1 : Le séisme du Tohoku
Le séisme de 2011 de la côte Pacifique du Tohoku au Japon est un tremblement
de terre d'une magnitude 9,0, survenu au large des côtes nord-est de l'île de
Honshu le 11 mars 2011 à 14h 46min. Son épicentre se situe à 130 km à l'est de
Sendai, chef-lieu de la préfecture de Miyagi, dans la région du Tohoku . Tokyo, la
capitale est située à 600 km de l'épicentre. La célérité moyenne des ondes
sismiques les plus rapides a été évaluée à 3 km.s-1 . Le séisme a engendré un
tsunami dont les vagues ont atteint une hauteur moyenne de 15 m avec des
pointes à plus de 30 mètres. Celles-ci ont parcouru jusqu'à 10 km à l'intérieur
des terres, ravageant près de 600 km de côtes et détruisant partiellement ou
totalement de nombreuses villes et zones portuaires. Le Tsunami a atteint
Sendai à 15h 16 min.
Ce séisme n'est responsable que de peu de victimes et dégâts grâce à la qualité
des constructions parasismiques japonaises. L'ampleur de cette catastrophe
résulte essentiellement du tsunami qui s'ensuivit et qui est à l'origine de plus de
90 % des 18 079 morts et disparus, des destructions et des blessés, ainsi que de
l'accident nucléaire de Fukushima dans la centrale nucléaire de Fukushima
Daiichi.
Si la secousse principale a eu lieu le 11 mars, c'est dès le 9 mars que la terre a
tremblé dans la région avec une secousse d'une amplitude de 25 cm mesurée à
l'aide d'un sismographe situé à 500 km de l'épicentre. Les chercheurs du CNRSINSU qualifient ce phénomène de séisme « a posteriori précurseur » de celui du
11 mars.
Document n°4 : Abaque sismique
La magnitude est lue à l'intersection du segment qui joint la distance à
l'épicentre à l'amplitude mesurée.
Document n° 2 : Les tsunamis
Un tsunami est une onde océanique, marine ou lacustre provoquée par un
mouvement rapide d'un grand volume d'eau (océan, mer ou grand lac) dont
l'origine est le plus souvent l'effet d'un tremblement de terre ou d'une éruption
volcanique. Il est associé à la naissance et au déploiement d'une immense
vague qui devient déferlante et destructrice au contact des rivages terrestres.
Bien que les tsunamis puissent atteindre des vitesses importantes quand le
fond de l'océan est profond, ils sont imperceptibles au large, car leur amplitude
y dépasse rarement le mètre pour une période de plusieurs minutes à plusieurs
heures. Ils peuvent toutefois provoquer d'énormes dégâts sur les côtes où ils se
manifestent par une baisse du niveau de l'eau et un recul de la mer dans les
quelques minutes qui les précédent et/ou une élévation rapide du niveau des
eaux pouvant atteindre 60 mètres provoquant un courant puissant capable de
pénétrer profondément à l'intérieur des terres lorsque le relief est propice
(plat).
En pleine mer, le tsunami se comporte comme la houle : c'est une onde à
propagation elliptique, c'est-à-dire que les molécules d'eau sont animées d'un
mouvement elliptique à son passage. Il n'y a pas de déplacement global de
l'eau, une molécule retrouve sa position initiale après le passage du tsunami.
30 sept.
Document n°5 : Le séisme du Tohoku et ses répliques
Document n°3 : Plus jamais ça ! Prévoir les tsunamis
Les mouvements géologiques qui provoquent les séismes émettraient des
ondes sonores de grande amplitude. Par ailleurs, l’importance de ce paramètre
serait directement corrélée à la hauteur de la vague générée. Enfin, il faut savoir
que ces sons se propagent beaucoup plus rapidement que les tsunamis. Dans le
cas du Japon, s’il avait existé un système pouvant les détecter sur la côte, la
population aurait été prévenue du danger 15 à 20 minutes avant son arrivée.
Dans cette étude, le modèle a uniquement fourni des informations utilisables
aux abords de la fosse du Japon, car la signature acoustique recherchée dépend
notamment de la géologie du site surveillé. Cependant, de nouvelles
simulations pourraient être lancées pour définir la nature des signaux
annonciateurs pour d’autres régions « tsunamigéniques », et ainsi améliorer
leurs systèmes d’alerte. Actuellement, les tsunamis sont notamment détectés
par des balises flottantes qui réagissent uniquement au passage de la vague.
Sources : Futura Sciences et Wikipedia.
ÉVALUATION DES COMPÉTENCES TS1 PHYSIQUE-CHIMIE - LYCÉE FREPPEL 2013
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TS1
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Les ondes du séisme
évalue vos connaissances et savoir-faire directement issus du cours
②
Le tsunami à la loupe
évalue votre capacité à extraire et exploiter les documents
②
Le séisme en chiffres
évalue votre capacité à raisonner et communiquer
①
Les ondes du séisme
30 sept.
N
Utiliser le document 4 afin de déterminer la
magnitude du séisme précurseur du 9 mars.
3
O
Que représente la taille des cercles sur le document
5?
2
A
À quelle catégorie d'ondes les tsunamis et les
séismes appartiennent-ils ? Justifier.
2
B
Un tsunami est-il une onde transversale
longitudinale ? Justifier le choix effectué.
ou
4
C
À quel niveau sonore correspond un son d'intensité I
= 7,00 x 10-1 W.m-2 généré par les mouvements
géologiques ?
4
P
Le tremblement de terre ressenti à Tokyo a duré plus
longtemps que le séisme qui en a été à l'origine.
Comment expliquer ce phénomène ?
2
D
Citer un système capable de détecter des ondes
mécaniques.
2
Q
3
E
Expliquer pourquoi le tsunami est une onde à deux
dimensions.
3
Quelles peuvent être les propriétés des constructions
parasismiques japonaises qui peuvent expliquer
l'impact réduit du séisme ?
Que représente la "période" du tsunami ?
3
F
Pourquoi un tsunami est-il une onde progressive ?
3
R
G
Déterminer la célérité du tsunami. Comparer cette
célérité à celle du son dans l'eau (ceau = 1,5 km.s-1).
4
Comment se nomme le phénomène qui explique que
l'amplitude du séisme est plus importante aux abord
de l'épicentre qu'à plusieurs centaines de kilomètres
de cet épicentre ?
S
T
En quoi les ondes sonores générées par les
mouvements géologiques permettraient-elles de
mettre en place un système d'alarme aux tsunamis ?
4
U
Quelle situation peut expliquer qu'une réplique
(séisme de moindre amplitude observé souvent
quelques jours après le séisme principal) puisse avoir
plus d'effet sur les habitations de Tokyo que le séisme
principal ?
4

2
Le tsunami à la loupe

Le séisme en chiffres
Donnée :
Intensité sonore de référence : I0 = 10-12 W.m-2.
H
Citer une information tirée des documents qui
montre que les ondes ne transportent pas de
matière.
2
I
Quelle est l'amplitude moyenne du tsunami provoqué
par le séisme du Tohoku ?
2
J
Quelle indication laisse entendre que le tsunami n'est
pas une onde sinusoïdale ?
2
K
Citez au moins deux informations tirées des
documents qui prouvent qu'une onde transporte de
l'énergie.
3
L
Montrez que l'amplitude des ondes du séisme
ressenti à Tokyo a largement dépassé les 50 cm.
3
M
A quelle heure le séisme a-t-il débuté à Tokyo ?
3
ÉVALUATION DES COMPÉTENCES TS1 PHYSIQUE-CHIMIE - LYCÉE FREPPEL 2013