Sur ce schéma, on peut
observer l'évolution de la vitesse de propagation des
ondes P et S en fonction des couches internes du globe
qu'elle traversent :
-la vitesse des deux types d'ondes augmente de manière
relativement constante jusqu'à une profondeur de 3000km,
donc les roches traversées deviennent de plus en plus
denses, du fait de la pression plus intense, qui a plus
d'influence que l'augmentation de température.
-au passage du manteau inférieur au noyau externe, la
vitesse des ondes P diminue de moitié, chutant à des
valeurs voisines de 7km/s, et les ondes S sont
brutalement stoppées. On remarque par ailleurs qu'à ce
point la densité augmente brusquement. La cause de ces
brusques changements dans le comportement des ondes est
due à un changement des propriétés chimiques des milieux
traversés : bien que la densité soit plus élevée, le
milieu traversé est plus fluide, ce qui contribue à
ralentir les ondes.
-ensuite, lorsqu'on se rapproche du centre de la Terre,
la vitesse des ondes P augmente légèrement, puis se
stabilise à environ 12km/s dans le noyau interne: la
pression étant toujours de plus en plus intense, le
milieu traversé par les ondes devient de plus en plus
solide, ce qui contribue à augmenter la vitesse de
propagation des ondes.
(les commentaires étaient avec le schéma)
Il y a aussi cette image que j'ai vue en cours:
Bon, j'espère que ça t'apportera autant qu'à moi.
Si tu as des commentaires, n'hésite pas à m'en faire part!
A bientôt!
Myriam
***************************
Damien LAURENT a écrit :
Que pensez-vous de tout cela ???
Objet : Vp dans le noyau Date : Ven, 15 Fév 2002 15:01:36 De : didier.cottancin.
« Pourquoi la vitesse des ondes P est-elle plus faible à 5 100 km de profondeur qu'à 2 900 km alors qu'elle est normalement plus élevée dans le fer ? »
Résumé : Attention à ne pas essayer de comparer deux matériaux qui ne sont pas à la même pression, pas à la même température et qui sont différents chimiquement et minéralogiquement ! C'est une subtile combinaison entre les paramètres physiques (Κ, μ et ρ) du manteau et du noyau qui donne la valeur des vitesses sismiques Vp : il est ainsi un peu difficile de savoir « intuitivement » comment varie Vp entre deux matériaux (manteau et noyau)...
La vitesse des ondes P est donnée par la
formule :
|
avec Κ = module d'incompressibilité ;
μ = module de cisaillement ; ρ =
masse volumique
Physiquement, on peut comprendre la position de ces 3 paramètres dans la formule :
Plus un corps est difficile à comprimer ( Κ grand), plus il se détend vite, et plus l'onde se propage vite (un ressort dur se détend plus vite qu'un ressort mou)
Plus un corps est difficile à déformer élastiquement (μ grand), plus il revient vite à sa position initiale (une lame d'acier difficile à tordre revient vite à sa position initiale quand on la relâche...)
Plus un corps est dense, plus il est difficile à mettre en mouvement : l'onde se propage alors moins vite...
Pour le fer solide et la péridotite solide, les valeurs numériques de ces 3 paramètres sont telles que la vitesse des ondes P est de 14 km/s à la base du manteau (2 900 km), alors qu'elle est de 11 km/s au sommet de la graine (5 100 km).
Dans le fer liquide du noyau externe, où μ est
très petit, la vitesse est comprise entre 8 et 10
km/s.
Quand on s'enfonce, la masse volumique des
matériaux augmente (en particulier parce que la
pression augmente), et donc la vitesse des ondes
devrait diminuer. Mais lorsque la pression
augmente, Κ et μ (au numérateur) augmentent plus
que ρ. Ainsi, pour un même matériau, la vitesse Vp
augmente avec la profondeur.[ En réalité, la pression
diminue royalement tout comme la densité après
la couche "D". On a la densité d'un gaz (de
l'air respirable) à une pression cependant
plus grande que celle que nous avons à la
surface extérieure de la Terre, c'est pourquoi
la densité est plus grande aussi que l'air
extérieure et que la chute dramatique de la
vitesse tombe légèrement plus haut (8
km/sec plutôt qu'environ 5km/sec).
J'ai
l'impression qu'il y a là une simple méprise
de la science officielle qui est difficilement
explicable logiquement avec les résultats
d'expérience et la manipulation théorique des
courbes et de leur interprétation. D'ailleurs,
ces mêmes graphiques seraient plus facile à se
coordonner avec mes propres explication de
Terre Creuse.] [Et en cela, j'aimerais vous
dire que mon procédé de mesure ne laisse
aucune ambiguïté d'interprétation: après la
couche "D" (ou en moyenne vers 2850 km) on
cesse d'avoir de la matière dense et on
commence une région de gaz peu dense par la
suite jusqu'à une masse centrale de peu
d'influence significative sur le résultat bien
que j'en eusse quand même tenu compte.]
Bien à vous
tous,
Jacques Fortier
****************************
10-01-2012
Vivien Parmentier:
Je me permet de réagir sur cette phrase :
Le 15/01/12 14:52, Jacques Fortier a écrit :
En réalité, la pression diminue royalement tout comme la densité après la couche "D". On a la densité d'un gaz (de l'air respirable) à une pression cependant plus grande que celle que nous avons à la surface extérieure de la Terre, c'est pourquoi la densité est plus grande aussi que l'air extérieure et que la chute dramatique de la vitesse tombe légèrement plus haut (8 km/sec plutôt qu'environ 5km/sec).
********************************************
18-01-2012
"Vivien
et M. Fortier, pourriez-vous vous mettre d'accord
pour me décrire la variation prévisible de la
gravitation à mesure qu'on s'enfonce dans une
boule de matière supposément homogène ?"
Excellente question : Pour
une sphère homogène pleine c'est ultra simple;
la gravitation diminue régulièrement en une
ligne droite allant de Z Newtons, à la surface
extérieure, à 0 Newton au centre de la Sphère
pour un Kilogramme de matière. Tandis que pour
une sphère homogène de matière dans une écorce
finissant à 2/3 du rayon, nous avons la même
variation de un à zéro pour l'écorce et de 0
Newton pour tout le reste du dernier tiers....
Lorsqu'il n'y a pas de masse central; ni noyau,
ni Soleil.
C'est ainsi qu'en
allant chercher la pente de cette droite sur les
premiers kilomètre de descente dans la croûte
terrestre il est possible de calculer facilement
où ce situe la surface intérieure. Toutefois,
c'est un peu plus compliqué si ce n'est pas
sphériquement homogène, comme pour notre Terre
réelle avec des mélanges de montagnes, d'eau et
de terre de différence densité... Car dans un
telle cas, le poids augmente dans les premiers
km (environ 2,5 km dans le rock ontarien du
Bouclier Canadien) avant de se mettre à diminuer
de plus en plus régulièrement. Si j'avais pu
descendre d'un à deux autres kilomètres,
j'aurais pu calculer cette pente fatidique. J'ai
dû me fabriquer un modèle théorique(un
simulateur en fait) de variation tenant compte
de ces variations initiales importantes de
densité pour utiliser le sommet de ma courbe
d'intensité gravitationnelle me permettant de
trouver à quelle creusité cela pouvait bien
correspondre.. Mon résultat correspondait à une
creusité de Rterre-2850 km avec une double masse
centrale.
Pour une masse centrale
supplémentaire, le premier zéro est rencontré
près de la surface interne de l'écorce, puis un
deuxième zéro entre la surface interne et la
masse centrale... mais il en est ainsi seulement
si la sphère (Terre) tourne sur elle-même à
bonne vitesse.
masse centrale... mais il en est
ainsi seulement si la sphère (Terre) tourne sur
elle-même à bonne vitesse.
Damien LAURENT a écrit : Eh
eh, bonjour bonjour !
Tout ceci me semble très intéressant,
malheureusement je n'ai pas réussi à ouvrir les
fichiers de M. Fortier.
Pourriez-vous créer des pages web comme vous le faites
parfois ? Ou bien postez vos contributions sur
http://forum.planete-astronomie.com/planetes-partiellement-creuses-est-ce-definitivement-impossible-t1681-45.html#p14588
Bon, en tous cas, le débat est passionnant, et il
n'est pas fini, n'est-ce pas Vivien ? :-)
Je comprends très bien ce que tu as expliqué
concernant la pression ainsi que le positionnement de
M. Fortier.
Ce sujet a été abordé sur le forum.
On aurait tendance à croire que la pression augmente
avec la profondeur, mais intéressons-nous d'abord à la
gravitation,
si vous le voulez bien, car c'est un sujet essentiel.
Vivien et M. Fortier,
pourriez-vous vous mettre d'accord pour me
décrire la variation prévisible de la
gravitation à mesure qu'on s'enfonce dans une
boule de matière supposément homogène ?
Et qu'en est-il de la gravitation en tous points
d'une hypothétique creusité planétaire de forme
sphérique (boulique) ? Nous nous étions posé ces
questions lors de notre dernière rencontre, Vivien, tu
dois t'en souvenir.
Tout ça parce que gravitation et pression sont
intimement liées, évidemment.
Sans gravitation,
la matière ne "pèse" pas, et ne provoque donc
pas de grande pression.
************************************************************************
15 février 2012
Damien LAURENT a écrit :
Je
souhaite revenir sur la question de la pression.
Mes réflexions m'ont conduit à une nouvelle
question : quelle est la valeur de la
pression au centre d'une boule de matière
supposément homogène ?[ Ça dépend en quoi consiste
cette matière; car elle pourrait être nul si
cette matière est suffisamment rigide. Si elle
est liquide, alors il pourrait y avoir une
très grande pression] Au point de la
surface interne d'une écorce planétaire supposée
de densité homogène ? [Ici
la pression dépend également de la rigidité de
cette matière. Elle serait nul seulement si il
n'y avait pas de gaz à l'interne , dans la
partie creuse pour rester en place. Une
surface stable est en équilibre de toutes les
forces dans un tel cas.]
Il faut concéder à Vivien et Myriam que, même si
la gravitation diminue de façon linéaire, la
matière a un poids. Sommes-nous dans le même cas
que des blocs de béton empilés les uns sur les
autres ? Peut-on simplement additionner les
poids des zones de matière successives pour en
déduire une pression au centre correspondant à
ce poids total de matière ? Qu'en est-il en
réalité ? [Une couche
étanche de roche( s) durcie(s) pourrait
effectivement servir de dôme stabilisé ne
laissant pas passer le liquide et la pression
d'un niveau extérieur et supérieur en hauteur.
Par la suite de nouveaux liquides ne
subiraient que des pressions subis par des
forces locales , ou ambiantes sans oublier
l'effet équilibrateur ou désiquilibrateur d'un
éventuel gaz interne. Il faut penser aussi aux
forces horizontales dans tout ce magma de
pression.]
J'ai parlé au téléphone avec Myriam, lycéenne
(en Terminale S). Elle m'a demandé d'imaginer un
bonhomme placé au centre de la Terre sur lequel
pèseraient des cailloux. En fait, un caillou
positionné à 60 cm aurait un poids dix millions
de fois inférieur à ce qu'il serait à la
surface.[Il faut faire
attention à la situation décrite: y a-t-il une
pression ou une force sur ce caillou qui lui
viendrait d'ailleurs?]. La gravitation ce
n'est rien si le mouvement engendré n'est pas
contré par un mur, un obstacle, on accélère et
c'est tout. Mais la pression c'est de tous
bords et tous côtés que ça s'applique et ça
peut faire très mal même si on reste sur
place... Dans une caverne souterraine, on ne
se fait pas écrasé par les murs horizontaux ni
verticaux. Mais l'eau peut nous dégoûter
dessus à petite goûtes s'il y a un lac
au-dessus de la voûte de la caverne. Un trou
dans un mur de côté pourrait aussi permettre à
un puissant jet d'eau de nous surprendre.]
Je me suis représenté un disque de 500 km de
rayon à la surface de la Terre qui serait la
base d'un cône ayant pour sommet Z, le centre de
la planète. Divisons ce cône en cinq sections de
hauteur égale (un cinquième du rayon terrestre)
A, B, C, D, et E.
Il y a quatre différences notables entre A et E
influant sur la pression que chacune de ces
sections va exercer sur Z :
- sa distance à Z (décroissante) ;
- son volume (décroissant) ;
- la valeur de la gravitation à cette profondeur
(décroissante) ;
- la force centripète qui me semble bien
inférieure à la gravitation.
Ces trois facteurs font que l'on peut supposer
que c'est la section A qui va peser le plus en Z
car elle a le plus grand volume associé à la
plus forte valeur pour la gravitation. Mais...
c'est aussi celle qui est la plus éloignée de Z.
Je n'apprendrai à personne ce qu'est une clé de
voûte. Dans une arche semi-circulaire de blocs
de pierre, le poids de la clé de voûte ne la
fait pas tomber car il est réparti sur les blocs
adjacents entre lesquels la clé de voûte est
"coincée". Ne peut-on pas extrapoler à la Terre,
en la supposant, sur une épaisseur égale à 1/5
de son rayon, composée de dizaines de blocs
prenant appui les uns contre les autres et les
empêchant de "tomber" ?
Imaginons aussi une brique au sol : il est
facile de la pousser. Mais juxtaposons cinquante
briques : impossible de les pousser ! La force
exercée est répartie dans le sol par
frottements.
Alors le poids de la section A se fait-il sentir
en Z ou est-il réparti latéralement,
horizontalement ? Depuis la formation de la
Terre, le poids de la section A n'a-t-il pas
conduit, par interaction avec le poids des
autres sections voisines A', A'' etc., à former
une structure solide et stable avec le temps, un
peu comme une bibliothèque bourrée de livres à
tel point qu'il est impossible d'en rajouter un
?[Je pense,
que c'est là une des principales causes qui a
fait durcir la matière environante et
sphériquement parlant au point de l'empêcher
de descendre vers le centre. Avec le
refroidissement, ce principe doit être au
coeur de la formation d'une épine dorsale très
solide lors de la formation de la Planète. Il
ne faut pas oublier non plus, que lorsqu'un
volume d'une masse tournant sur elle-même se
rapproche de son axe de rotation, que cette
masse se met à tourner de plus en plus vite
pour conserver son moment de rotation autour
de ce même axe comme pour une patineuse sur
glace qui referme ses bras... Ainsi un nouvel
équilibre s'acquiert rapidement et la matière
ne peut s'effondrer sur elle-même jusqu'au
centre de l'axe ni au centre de la sphère car
la force centripète nécessaire pour la
maintenir fini par être dépassée. De plus,
dans tout ce processus, il faut imaginer que
la matière en fusion à l'intérieur est
expulsée à travers les pôles par la pression
qui tendrait à augmenter. De là le fait que la
Sphère se vide de la matière interne qui
servait aussi à attirer vers le centre...]
M. Fortier, vous évoquez la force centripète sur
la surface interne. Il serait intéressant de
calculer sa valeur exacte. Je crois qu'à la
surface externe elle vaut à peine 1/100 de la
gravitation. Cela ferait un peu "light" pour
maintenir en place des océans, non ?[Effectivement,
cette force est très faible. Mais il ne faut
presque rien de déterminant vers l'extérieur
pour que l'eau s'y colle. Dans mes recherches,
je l'avais calculée et j'en ai tenue compte
dans mes résultats bien entendu.]
***
Je viens de parler au téléphone avec un homme
très aimable du Département de Géologie de
l'Université de Laval (Canada). Il m'a dit que
vous deviez le rencontrer mais que vous n'avez
plus donnée de nouvelles. [Je n'ai jamais reçu de
réponse à mon envoi de télécopie ni de
rendez-vous. Quant au courriel, on m'a répondu
que je n'avais pas le droit d'utiliser leur
adresse de courriel!!!] Il serait
intéressant que vous présentiez vos calculs à
des scientifiques universitaires, pour les
valider ou les invalider. Il m'a expliqué que
des milliers de mesures de physique faites
depuis cent ans avaient confirmé le modèle de
Terre pleine.[Le problème est dans l'interprétation
des données, l'imagination nous joue souvent
des tours.]
Myriam n'a pas été convaincue par votre
interprétation des courbes d'ondes sismiques.
J'avoue ne pas avoir compris moi-même ce qu'il
faut conclure de vos échanges avec Vivien. Y
a-t-il plusieurs interprétations possibles de
ces courbes ?[C"est possible, mais il y en a qui
doivent obligatoirement être écartées.]
Comment peut-on connaître avec exactitude les
caractéristiques (des milieux traversés)
entrant dans la formule proposée par Vivien ? [Je n'utilise
pas leur procédé mais je peux voir les
anomalies de leur interprétation des données,
des mesure]
L'honnêteté intellectuelle voudrait que vous
nous donniez deux applications de la formule,
une pour avant la discontinuité de Gutenberg,
une pour après, en fonction de la composition
et des caractéristiques supposées des milieux,
et ce qu'on peut en conclure. [Je vous ai
déjà donné et expliqué tout cela.]
*************************