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 Dégâts habitations Autres dégâts JAPON KOBE 17/01/95 Petit matin 7.2 5 375 260 815 Effondrements immeubles et maisons Coupures gaz, eau, elec Ouest INDE 30/09/93 3H56 6.4 16 000 Des milliers 50 villages rasés 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, localisez l épicentre* du séisme et indiquez les dégâts subis par les villes de Leninakan et Kirovakan. 2) Déterminez l intensité* du séisme à Spitak. 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 : 1 Les ondes sismiques se propagent du point de rupture dans toutes les directions et perdent de l intensité en se propageant. 2 Les ondes sismiques perdent en intensité suivant les matériaux traversés. VERIFICATION: Test avec audacity RESULTATS: 1 Plus le capteur est éloigné du point de rupture moins l amplitude enregistrée est importante.
2 Suivant les matériaux sur lequel se trouve les capteurs les ondes ont une amplitudes plus ou moins importantes. (polystyrène). CONCLUSIONS : 1 Les ondes se propagent dans les roches du sous sol en s atténuant. 2 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.