Sismographe

De Wikidebrouillard.

Sommaire 1 Présentation de l'expérience 2 Matériel 3 L'expérience 3.1 En vidéo 3.2 La manipulation 3.3 Que voit-on ? 4 Explications 4.1 De manière simple 4.2 Notre expérience 4.3 D'où viennent les séismes? 4.4 Questions sans réponses 4.5 Allons plus loin dans l'explication 5 Liens avec d'autres expériences 5.1 Expériences sur Wikidébrouillard 5.2 Autres expériences 6 Applications : liens avec le quotidien 7 Catégories

Présentation de l'expérience

FABRIQUE TON SISMOGRAPHE. C'est vrai! Avec un simple crayon pointu et sa gomme, tu vas pouvoir fabriquer un sismographe, instrument dont se servent les sismologues (les scientifiques qui étudient les séismes) pour déterminer la force ou l'intensité des tremblements de terre.

Matériel

• 1 paire de ciseaux
• Du scotch
• Un crayon avec sa gomme
• 2 trombones
• des écrous
• ficelle
• feuille de papier
• Une boîte à chaussure
• De la pâte à modeler
• Une boîte de conserve

L'expérience

En vidéo

La manipulation

1. Découper délicatement une entaille dans le couvercle de la boîte à chaussures près d'un des bords, vers le centre.
2. Placer la boîte dressée sur un des côtés et installer la boîte de conserve à l'intérieur pour la maintenir en équilibre.
3. Fixer le couvercle à la boîte pour former un "L" inversé en la collant avec la bande adhésive.
4. Fixer solidement les écrous à la pointe du crayon à l'aide de la pâte à modeler.
5. Déplier une extrémité d'un des trombones et l'enfoncer précautionneusement dans la gomme du crayon. Attacher le fil à l'autre extrémité pliée du trombone. Attacher le second trombone à l'extrémité libre du fil.
6. Enrouler ce fil autour du trombone, comme on ferait de la ficelle d'un cerf-volant autour d'un bâton. Glisser le trombone dans la fente du couvercle de la boîte et ajuster la hauteur du fil pour que la pointe du crayon touche la table.

Que voit-on ?

• Lorsqu'il n'y a pas de secousses (les petits hommes restent debout), le sismographe est une ligne droite.

• Quand le séisme à lieu (les petits hommes tombent sur le dos), le sismographe présente des pics irréguliers.

Explications

De manière simple

un petit retour dans le passé

Les Chinois possédaient un vase en bronze sur lequel huit petits dragons étaient fixés avec une bille posée en équilibre dans la bouche. Au moment du séisme, deux billes tombaient de la bouche de deux dragons différents. L'une indiquait alors l'épicentre du séisme et l'autre allait à l'opposé.
L'empereur envoyait alors ses soldats dans les deux directions, l'une étant forcément la bonne, les plus sinistrés qui habitaient près du foyer étaient alors rapidement secourus.

Notre expérience

Le sismographe est réalisé avec un crayon suspendu au support à l'aide d'un fil. Pour que les réactions de ce pendule soient observables, il faut qu'il y ait une surface de contact la plus faible possible entre la pointe du crayon et la feuille (sismogramme) qui défile à vitesse constante. Le sismogramme est alors une représentation des mouvements du sol en deux dimensions, c'est-à-dire dans le plan du support sur lequel est positionné l'appareil.
Le crayon ayant été alourdi par des petites masses, il ne peut pas bouger et est directement soumis à l'attraction terrestre tandis que le support, fixé sur la table, accompagne les mouvements de celle-ci.

Le terme "sismographe" contient "sismo" renvoyant directement à l'idée de séisme et "graphe" pour la mesure. On mesure donc le séisme. Résultat de la mesure : le sismogramme renvoie toutes les informations nécessaires au décryptage du séisme, c'est à dire l'intensité de celui-ci et de ses répliques, les différentes ondes qui se propagent et à quelles vitesses.

D'où viennent les séismes?

La tectonique ce n'est pas que de la musique !

La couche externe de la terre, également appelée la lithosphère, est découpée en plaques rigides animées de déplacements depuis la nuit des temps. Ceux-ci suivent des mouvements de convection qui engendrent des contacts : c'est la tectonique des plaques.
Ce sont ces mouvements qui sont à l'origine de l'expansion des océans, associée à la création de continents différents. En réalité, il y a environ 300 millions d'années, les 5 continents que nous connaissons aujourd'hui n'en formaient qu'un seul et unique : la Pangée.

En réalité tous les séismes ne sont pas issus des mouvements de plaques. Toutefois ces derniers restent les plus dévastateurs et représentent tout de même 75 % de l'énergie dissipée par la planète... Aux limites des plaques, il se produit des glissements rocheux permanents, qui vont accumuler une énergie considérable en raison des déformations élastiques des roches. A un moment donné, l'énergie accumulée sera si forte que les roches vont se briser, donnant lieu à des séismes. Souvent ces tremblements de terre se situent dans les zones de subduction, et il n'est pas rare de constater la présence de volcanisme dans ces zones en raison du glissement et de l'énergie associée que nous avons mentionnés.

Zone de subduction

Plaques terrestres

Cliquez sur une vignette pour l’agrandir.

Questions sans réponses

Ici je mets les questions soulevées par l'expérience, qui n'ont pas trouvé de réponses !!

A force de s'éloigner les uns des autres les continents ne vont-ils pas finir par tous se retrouver pour n'en former plus qu'un?

Allons plus loin dans l'explication

Les moindres vibrations de l'écorce terrestre sont enregistrées à l'aide de sismographes. Le sismographe donne une représentation graphique des ondes qui provoquent le tremblement de terre. Ces ondes sismiques générées à la source se propagent à l'intérieur du globe. Leur vitesse de propagation dépend du matériau traversé et d'une manière générale elle augmente avec la profondeur. On distingue deux types d'ondes de volume générées au niveau de la source sismique les ondes P et les ondes S.

• Les ondes P ou ondes primaires sont aussi appelées ondes de compression. Le déplacement du sol qui accompagne leur passage se fait par dilatation et compression successives parallèlement à la direction de propagation de l'onde. Ce sont les plus rapides (6000 mètres par seconde prés de la surface).
• Les ondes S ou secondaires sont aussi appelées ondes de cisaillement. A leur passage, les mouvements du sol s'effectuent perpendiculairement au sens de propagation de l'onde. Ces ondes ne se propagent pas dans les liquides, elles sont en particulier arrêtées par le noyau de la terre. Leur vitesse est plus lente que celle des ondes P.

Ces ondes sismiques sont caractérisées par leur amplitude (écart maximum du mouvement du crayon par rapport à la normale) et leur fréquence (nombre d'oscillations par seconde). L'importance du séisme est classée d'après l'échelle de Richter, appelée aussi échelle des magnitudes. Comprise entre 0 et 9, la magnitude est calculée à partir de l'amplitude des ondes des ondes sismiques. Elle est représentative de l'énergie libérée. L'échelle de Mercalli caractérise l'étendue des dégâts occasionnés par le séisme.

Ceci est une représentation de la propagation de l'onde sismique qui fut à l'origine d'un tsunami dévastateur.

Liens avec d'autres expériences

Expériences sur Wikidébrouillard

• Expériences sur les risques naturels sur la Balade "Planète terre"

Autres expériences

Liens internet.
Sismographe-Université de Nantes : Pour les petits malins qui veulent utiliser un sismographe en direct, voici une simulation plutôt sympathique.

Applications : liens avec le quotidien

• Tsunami sur Wikipédia

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