Tremblement de terre, physique chimie, DNB septembre 2021.

Un tremblement de terre en Méditerranée.
Le 7 juillet 2011, vers 19h, un tremblement de Terre d’une magnitude de 5,2 a été enregistré. Ce séisme qui s’est produit en Méditerranée, a été largement ressenti par la population sur une distance de près de 260 kilomètres autour de l’épicentre.
L’épicentre se situe à la surface de la Terre exactement à la verticale du foyer du séisme.

- Saint Etienne de Tinée : « des sensations, des vibrations et un grondement »
- Cargèse : « les meubles ont bougé ». « Les secours ont reçu de nombreux appels téléphoniques, parfois angoissés ».BRGM, 2011
Question 1 : (7 points)
Décrire comment varie l’intensité du séisme ressenti le 07 juillet 2011 en fonction de la distance à l’épicentre. Aucun calcul n’est attendu.
A Cargèse, environ 100 km de l'épicentre, l'intensité du séisme est de niveau V ou VI.
A Saint Etienne de Tinée, environ 220 km de l'épicentre, l'intensité du séisme est de niveau II ou III.
L'intensité d'un séisme diminue avec la distance à l'épicentre.

t₀ correspond à l’heure de départ des ondes sismiques au niveau du foyer (19h21min48s). Le foyer correspond à la zone où naissent les ondes sismiques.
t_c correspond à l’heure d’arrivée des ondes sismiques à la station de Corte.
t_m correspond à l’heure d’arrivée des ondes sismiques à la station de Marseille.
La valeur « A » repérée sur le sismogramme 1 correspond à l’amplitude maximale des ondes sismiques.
Question 2 : (8 points)
À l’aide des deux sismogrammes, recopier sur votre copie pour chaque proposition la réponse qui convient.
Proposition 1 : l’amplitude maximale des ondes sismiques enregistrées est :
1.a. plus grande à Marseille qu’à Corte.
1.b. plus grande à Corte qu’à Marseille. Vrai.
1.c. identique pour les deux villes.

Proposition 2 : le séisme a été enregistré :
2.a. en premier à la station de Corte. Vrai.
2.b. en premier à la station de Marseille.
2.c. en même temps dans les deux stations.

On s’intéresse à la relation entre l’amplitude des ondes sismiques et la distance au foyer. On veut vérifier l’hypothèse que « l’amplitude des ondes sismiques s’atténue en fonction de la distance au foyer » en s’appuyant sur un modèle.
On dispose du matériel suivant pour modéliser le déplacement des ondes sismiques depuis le foyer :
- un ordinateur avec un logiciel d’enregistrement des ondes,
- deux capteurs d’ondes (sensibles aux vibrations) reliés à l’ordinateur,
- un mètre,
- un marteau (dont le coup modélise l’origine du séisme au niveau du foyer),
- une barre de roche de 1 m de long.

Question 3 : (7 points)
À l’aide du matériel mis à disposition :
- proposer une expérience permettant de vérifier que « l’amplitude des ondes sismiques s’atténue en fonction de la distance parcourue ».
- préciser les résultats attendus au niveau chaque capteur d’ondes.
Votre réponse sera présentée sous forme d’un texte et/ou d’un schéma légendé.
Placer la barre de roche entre les deux capteurs. Prapper à différents endroits la barre avec la même force. Observer à chaque fois les enregistrements.

Question 4 : (3 points)
Le modèle proposé n’est pas la réalité, il est donc critiquable :
- associer chaque élément du modèle à un élément de la réalité (foyer, roches du sous-sol, stations d’enregistrement à Marseille et à Corte).
Foyer : frappe du marteau.
Roches du sous-sol : barre de roche.
Stations d'enregisrements : capteurs reliés à l'ordinateur.

- formuler deux critiques de ce modèle.
La terre est hétérogène ( millieux de nature différente, faille ...) ; la barre de roche est homogène.
Les ondes qui se propagent dans la barre sont d'un seul type.
Quand la Terre tremble, les vibrations se propagent dans toutes les directions à partir du foyer du tremblement de terre situé dans les profondeurs de la couche terrestre. Les vibrations sont initialement de deux types : celles qui compriment et détendent alternativement les roches, à la manière d'un accordéon, et celles plus destructrices qui les cisaillent. Les premières, les plus rapides (appelées ondes P), voyagent dans la croûte à une vitesse de 6 km/s environ, mais peuvent être ralenties dans les roches peu consolidées. Les secondes (appelées ondes S) sont, à cause des propriétés élastiques des roches, systématiquement deux fois plus lentes mais environ cinq fois plus fortes que les premières. Ainsi, lors d'un séisme lointain, ayant ressenti l'onde P, on peut anticiper l'arrivée des ondes S.