I-LES SÉISMES

Chap.1 : LES SÉISMES DANS LE MONDE
Problématique : Comment un séisme peut-il modifier un paysage ?
Problème 1 : Comment se manifeste-t-il ?
I)
Les manifestations des séismes à la surface de la Terre.
C’est pas sorcier 1 min12 2 min50 le séisme d’Istanbul 1999.
Article de journal apporté par l’élève.
Doc p. 140 séisme BAM en Iran. (Belin)
Doc p. 12 séisme Islamabad au Pakistan. (Bordas)
ACTIVITE 1 : Les effets des séismes
A partir des documents présentés, recherchez les renseignements pour
compléter le tableau suivant.
Lieu
Date et
heure
Magnitude
Echelle de
Richter
Nb de
morts
Nb de
blessés
JAPON
KOBE
17/01/95
7.2
Petit matin
5 375
260 815
Ouest
INDE
30/09/93
3H56
16 000
Des
milliers
6.4
Dégâts
habitations
Effondrements
immeubles et
maisons
50 villages
rasés
Autres
dégâts
Coupures
gaz, eau,
elec…
X
Je donne une définition du mot séisme :
Un séisme est un tremblement de la terre (des secousses) qui provoque des
dégâts matériels, ainsi que des morts et des blessés.
Les séismes sont des événements brefs et brutaux qui se manifestent par
des secousses du sol parfois violentes. Ils peuvent engendrer des dégâts
considérables dans les zones habitées et causer un nombre important de
victimes.
L’échelle de Richter ne permet pas de prédire les effets d’un séisme.
Voyons exactement à quoi correspond cette échelle et voyons celle qui nous
permet d’évaluer la quantité de dégâts occasionnées par le séisme.
ACTIVITE 2 : les échelles des séismes
Questions :
1) A partir du document a,
l’épicentre* du séisme et
les dégâts subis par les
Leninakan et Kirovakan.
2) Déterminez l’intensité* du
Spitak.
localisez
indiquez
villes de
séisme à
Epicentre : lieu, en surface du globe
terrestre, où l’intensité du séisme est la
plus importante
Intensité : Grandeur qui permet d’évaluer
les effets d’un séisme à la surface du globe
terrestre.
Magnitude : Grandeur qui permet de
mesurer l’énergie libérée par un séisme.
Un séisme peut être plus ou moins destructeur. L’échelle M.S.K. permet
d’estimer l’intensité d’un séisme à partir des dégâts qu’il a causé. La magnitude
indiquée par l’échelle de Richter, mesure l’énergie libérée par le séisme.
Les séismes suivant l’énergie qu’ils libèrent (notée en degrés de magnitude
sur l’échelle de Richter), engendrent de nombreuses déformations du sol et des
bâtiments (notés en degrés sur l’échelle MSK) dues à des vibrations. Ces
secousses sismiques sont fortement ressenties à un endroit localisé à la surface
de la terre que l’on nomme épicentre. Elles se propagent en s’atténuant à partir
de l’épicentre.
Problème 2 : Quelle est l’origine d’un séisme ?
II)
L’origine d’un séisme et sa propagation.
A) Les mécanismes à l’origine des séismes.
FICHE TP n°1 : L’origine des séismes.
Pourquoi les lampadaires / pompes à essence sont décalées au cours du
séisme ?
Quelle force les déplace ?
Pour répondre à ce problème nous allons utiliser la démarche scientifique. (FM)
Constat :
On observe toujours la présence de failles dans les régions touchées par les
séismes même si lors d’un même séisme, l’intensité ressenti n’est pas la même
partout.
Je formule un problème
Comment expliquer ces grandes cassures ?
Comment nait la faille ?
Je formule une hypothèse pour expliquer l’origine d’un séisme :
Je suppose que pour que la roche du sol se casse il doit s’exercer des forces
considérables à l’intérieur de la Terre.
Pour tester mon hypothèse, j’ai à disposition du polystyrène.
Nous modélisons un séisme et ses manifestations et je schématise les étapes de cette
modélisation.
1- Des contraintes s’exercent sur le
polystyrène
2- Le polystyrène se déforme au niveau
de la zone fragilisée
3-Rupture soudaine et brutale
Contraintes
Polystyrène qui
sert à modéliser le
sol et le sous sol
rigides
Rupture du
polystyrène qui
modélise la faille
Conclusion : j’explique, par un court texte, quelle est l’origine d’un séisme.
Des contraintes s’exercent sur des roches, en profondeur. Ces contraintes
finissent par provoquer la rupture des roches, au niveau d’une faille.
La rupture provoque une libération d’énergie qui donne naissance aux ondes
sismiques, qui font trembler le sol.
Des forces convergentes appliquées sur des terrains provoquent l’apparition d’une
faille et une surélévation d’une partie du sol, ce qui a pour conséquence un séisme.
Critiquez le modèle. Quelle sont les différences par rapport à la réalité ? (DC5)
Dans la réalité, la force est beaucoup plus importante, les distances sont plus
grandes, le matériau est souvent beaucoup plus "dur" que du sable.
Les séismes peuvent provoquer des destructions importantes et changer
l’aspect des paysages, en décalant les terrains de part et d’autre de grandes
cassures, les failles.
ACTIVITE 3 : Comment naissent les vibrations ?
Lors de la rupture des roches le long d’une faille, il y a génération de secousses
dans le sol.
« C’est pas sorcier » : 19 min 30 à 20 min 35
Je situe sur la représentation schématique d’un séisme et de ses manifestations : le foyer,
la faille et je schématise les dégâts matériels
BLOC DIAGRAMME 1 : L’ORIGINE D’UN SEISME
BILAN :
En profondeur, des forces dues à des mouvements de rapprochement ou
d’écartement s’exercent en permanence sur les roches qui peuvent se déformer.
Ces dernières accumulent ainsi de l’énergie qui finit par provoquer une rupture
brutale au niveau d’une faille. Des ondes sismiques naissent au niveau du foyer
(lieu où se produit la rupture) et déforment les roches qu’elles traversent. C’est
ce qui est à l’origine du séisme.
Lorsqu'une faille existe, les terrains situés de part et d'autre de cette
faille, sont susceptibles d'être de nouveau remis en mouvement par des séismes.
(Zones où se localisent des séismes à répétition)
B) La propagation des ondes sismiques
Les ondes sismiques peuvent être enregistrées en surface par des sismomètres.
On obtient un tracé appelé sismogramme.
FICHE TP n°2 : Etude des ondes sismiques
Travail avec audacity.
CONSTAT : La cassure de la roche est à l’origine des vibrations mesurées lors
d’un séisme. Ces ondes sismiques peuvent être enregistrées en surface par des
sismomètres. On obtient un tracé appelé sismogramme. Suite à un séisme, nous
pouvons réaliser plusieurs sismogrammes en différents points à la surface de la
Terre.
PROBLEME 1 : Comment les ondes peuvent elles être ressenties en différents
points de la surface de la Terre ?
HYPOTHESE : Les ondes se propagent dans les roches du sous sol.
VERIFICATION :
Mise en place du matériel pour les enregistrements :
Vous disposez de :
Un ordinateur avec le logiciel Audacity.
Deux capteurs d’ondes reliés à l’ordinateur par une prise Jack.
Dans Audacity : L’onglet édition, dans préférence pour
l’enregistrement sélectionner comme sur l’image ci-contre
Sur la Table : Placez les deux capteurs sur la table, à environ
50 cm l’un de l’autre.
RESULTAT : Après une cassure nous enregistrons des ondes en différents
points de la table.
CONCLUSION : Les ondes se propagent dans les roches du sous sol.
PROBLEME 2 : Pourquoi les enregistrements n’ont-ils pas tous la même
amplitude ? Comment expliquer que l’on ressente les ondes sismiques dans des
villes très éloignées et à des intensités différentes ?
HYPOTHESES :
Les ondes sismiques se propagent du point de rupture dans toutes les
directions et perdent de l’intensité en se propageant.
Les ondes sismiques perdent en intensité suivant les matériaux
traversés.
VERIFICATION: Test avec audacity
RESULTATS:
Plus le capteur est éloigné du point de rupture moins l’amplitude
enregistrée est importante.
Suivant les matériaux sur lequel se trouve les capteurs les ondes ont
une amplitudes plus ou moins importantes. (polystyrène).
CONCLUSIONS :
Les ondes se propagent dans les roches du sous sol en s’atténuant.
Les ondes se propagent plus ou moins suivant les matériaux.
Lorsque la faille se crée, elle engendre des ondes sismiques qui se propagent
dans les roches du sous-sol en s’atténuant en fonction de la distance à l’épicentre
et de la nature des roches du sous sol.
Activité 4 : Analyse de sismogrammes
1) Où se trouve l’épicentre du
séisme ?
Los Angeles
2) Quelle distance sépare les
différents lieux
d’enregistrement de
l’épicentre du séisme ?
Papeete: 6400 km
Atlanta: 3200 km
Tokyo: 9400 km
3) Calculez la vitesse de
propagation des ondes en
km/sec dans chacun des cas,
sachant que v=d/t.
Papeete: 2,56 km/sec
Atlanta: 2,13 km/sec
Tokyo: 2.54 km/sec
La rupture brutale des roches en profondeur donne naissance à des ondes
sismiques qui se propagent dans toutes les directions. Ainsi elles peuvent être
enregistrées en surface sous forme de sismogrammes. Les sismogrammes nous
montrent que les ondes se déplacent à une vitesse de quelques km/h. Ils
permettent de définir les différents éléments d’un séisme : foyer, épicentre,
magnitude.
BILAN :
Le foyer du séisme est le lieu où se produit la fracture de la roche (souvent
profond) prolongé par la faille.
A partir du foyer, la déformation se propage sous forme d’ondes sismiques.
Le point de surface où le séisme a l’intensité la plus forte est l’épicentre.
BLOC DIAGRAMME 2 : L’ORIGINE D’UN SEISME ET SES MANIFESTATIONS
III) Répartition et prévention des séismes
Activité 5 : Les séismes dans le monde.
1) A l’aide du logiciel Tectoglob, importer une carte de la répartition des
séismes dans le monde.
2) Comparez la répartition des séismes avec la carte des reliefs de la
surface de la Terre (doc p.64-65).
Les séismes semblent étroitement lié à la présence de massifs qu’ils soient
océaniques ou continentaux.
Activité 6 : Les séismes en France ? Etude doc p.202 ou doc 1 p72.
1) Relevez la magnitude la plus fréquente en France métropolitaine.
Les séismes en France métropolitaine ont majoritairement une magnitude entre 2
et 3 sur l’échelle de Richter.
2) Que peut-on dire sur la sismicité de la France métropolitaine.
La sismicité en France métropolitaine n’est pas très importante elle reste
toujours inférieure à 5 sur l’échelle de Richter.
3) Citez les deux régions de la France métropolitaine à sismicité presque
nulle.
La sismicité en France métropolitaine est quasi nulle au niveau des Bassin Parisien
et aquitain.
4) Nommez les régions de France métropolitaine où est située la plus grande
partie des séismes.
La plus grande partie des séismes ont lieu au niveau des chaînes de montagnes
anciennes et actuelles (Armorique, Alpes, Pyrénées, Massif Central).
Activité 7 : Les séismes et l’Homme. Internet
1) Peut-on prévoir de telle catastrophe ?
Les séismes causent énormément de victimes car ils frappent de façon
imprévisible, même si quelques renseignements peuvent nous rappeler leur
possibilité d’arriver.
2) A l’aide du logiciel suivant en ligne : http://www.editionsbreal.fr/svt_college/4eme/prevention_seisme/main.htm expliquez les
mesures de prévention pouvant limiter le nombre de victimes.
Des méthodes de prévention sont mise en place afin de limiter l’impact des
séismes sur la population. Des normes de construction ont été mise en place
ainsi qu’une éducation de la population pour qu’elle se protège le mieux possible
au moment du séisme.
3) Expliquer l’importance de surveiller l’activité sismique d’une région. Que
peut-on savoir à partir de ces études scientifiques ?
Internet : « Vidéo C’est pas sorcier » de 10min 15 à 16 min 25
La surveillance de l’acticité sismique d’une région est importante car elle permet
de prévoir les zones à risque sismique important et d’ainsi préparer au mieux les
populations de ces zones.
L’étude de la répartition des séismes au cours des temps permet de
construire des cartes d’aléas. A partir de ces cartes, l’Homme prend des
mesures de préventions : par la réglementation des normes de
construction (normes parasismiques) et par l’éducation des populations
(conduite à tenir en cas de séisme)
CONCLUSION GENERALE
Un séisme se manifeste par des tremblements en surface qui auront des
conséquences plus ou moins grave pour l’Homme.
Un séisme se propage sous forme d’ondes sismiques qui se dispersent dans
toutes les directions. Ces ondes peuvent être enregistrées grâce à un
sismographe.
En profondeur, des contraintes s’exercent en permanence sur les roches.
L’augmentation de ces contraintes aboutit à l’accumulation d’énergie.
Lorsque cette énergie dépasse une certaine valeur, il y a rupture au niveau
du foyer. C’est l’origine du séisme, à partir duquel les ondes se propagent.
Mots clés :
Séisme, faille, intensité, épicentre, ondes sismiques, sismographe,
contraintes, foyer, propagation
A savoir :
Utiliser un modèle
Schématiser et légender un bloc diagramme
Localiser les zones à forte sismicité
Décrire et expliquer les phénomènes d’un séisme
Mettre en relation un sismogramme avec la propagation des ondes
sismiques
Expliquer l’origine d’un séisme.