Pourquoi les ondes S ne traversent-elles pas le noyau externe liquide ?

S est un cisaillement : le milieu doit avoir un module de cisaillement μ non nul. Pour un fluide, μ = 0, la formule v_S = √(μ/ρ) donne zéro. L’absence de S après la traversée du noyau est un argument en faveur d’un noyau externe liquide.

Pourquoi une plus grande célérité donne-t-elle une plus grande longueur d’onde ?

La fréquence de la source est ici fixée. De v = fλ, à f constante, célérité et longueur d’onde sont proportionnelles. Dans la Terre, la fréquence du foyer est aussi donnée, et λ change d’une couche à l’autre avec v.

Qu’est-ce qui bouge sur l’animation — l’onde ou la roche ?

Les points sont des particules du milieu. Elles oscillent autour de leur place, elles ne voyagent pas avec l’onde. Ce qui se propage, c’est le motif de compressions ou de cisaillements, donc l’énergie. L’animation montre précisément cette oscillation.

Ondes sismiques P et S

Mouvement longitudinal et transversal des particules ; curseurs v_P et v_S, sans couches terrestres.

À propos du modèle

Les ondes sismiques P et S sont des ondes de volume : P (longitudinales) — les particules se déplacent le long du rayon, compression et dilatation ; S (transversales) — les particules se déplacent perpendiculairement au rayon, cisaillement. Les célérités sont v_P = √[(K + 4μ/3)/ρ] et v_S = √(μ/ρ) ; en général v_P > v_S, donc P arrive plus tôt à la station. Dans un fluide, le module de cisaillement μ = 0 : il n’y a pas d’ondes S. À l’écran, un schéma unidimensionnel du mouvement des particules ; ni couches terrestres, ni réfraction, ni ondes de Rayleigh. La fréquence est fixée, v = fλ.

Public : Lycée et introduction à la sismologie : ondes longitudinales et transversales, P et S.

Notions clés

onde P
onde S
onde longitudinale
onde transversale
module de cisaillement
mouvement des particules

Comment ça marche

Ondes de volume dans un milieu élastique : pour P les particules vont le long du rayon, pour S — en travers. En général v_P > v_S. À l’écran, une sinusoïde progressive sur une rangée de marqueurs, pas une Terre en couches ni des ondes de Rayleigh. La fréquence est fixée ; les curseurs changent v_P et v_S.

Formules

Polarisations longitudinale et de cisaillement ; v_P, v_S dépendent du milieu (esquisse)

Questions fréquentes

Pourquoi les ondes S ne traversent-elles pas le noyau externe liquide ?: S est un cisaillement : le milieu doit avoir un module de cisaillement μ non nul. Pour un fluide, μ = 0, la formule v_S = √(μ/ρ) donne zéro. L’absence de S après la traversée du noyau est un argument en faveur d’un noyau externe liquide.
Pourquoi une plus grande célérité donne-t-elle une plus grande longueur d’onde ?: La fréquence de la source est ici fixée. De v = fλ, à f constante, célérité et longueur d’onde sont proportionnelles. Dans la Terre, la fréquence du foyer est aussi donnée, et λ change d’une couche à l’autre avec v.
Qu’est-ce qui bouge sur l’animation — l’onde ou la roche ?: Les points sont des particules du milieu. Elles oscillent autour de leur place, elles ne voyagent pas avec l’onde. Ce qui se propage, c’est le motif de compressions ou de cisaillements, donc l’énergie. L’animation montre précisément cette oscillation.

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