QCM : Initiation à la sismologie (21 questions)

Question 1

1. Une roche se déforme sous une contrainte, puis retrouve sa forme initiale lorsque cette contrainte est supprimée. Quel comportement décrit cette réponse ?

Un comportement élastique

Un comportement plastique

Un comportement ductile

Un comportement cassant

Explication

Dans le domaine élastique, la déformation est proportionnelle à la contrainte et disparaît lorsque celle-ci cesse. Le comportement plastique laisse une déformation permanente, le comportement cassant concerne la rupture et le comportement ductile caractérise les roches qui ne cassent pas sous les contraintes décrites.

Answer

Un comportement élastique

Question 2

2. Sous l’effet de contraintes, une roche de l’asthénosphère se déforme sans rompre. Quel comportement faut-il lui attribuer ?

Un comportement plastique avec rupture

Un comportement ductile

Un comportement cassant

Un comportement élastique

Explication

Les roches de l’asthénosphère ont un comportement ductile et ne cassent pas sous les contraintes considérées. Le comportement cassant correspond aux roches de la lithosphère, tandis que l’élasticité décrit la relation entre contrainte et déformation réversible.

Answer

Un comportement ductile

Question 3

3. Quelle description caractérise un séisme ?

Une libération graduelle d’énergie sans mouvement relatif de compartiments lithosphériques

Une vibration locale du sol déclenchée par une rupture qui se produit à sa surface

Un déplacement lent du sol causé par la déformation continue de roches ductiles

Un ébranlement brutal du sol causé par des ondes élastiques issues d’une rupture en profondeur

Explication

Un séisme est un ébranlement brutal provoqué par l’arrivée d’ondes élastiques initiées en profondeur après la rupture et le mouvement relatif de compartiments lithosphériques. Le mouvement des plaques est lent, mais l’énergie accumulée est libérée brutalement lors de la rupture.

Answer

Un ébranlement brutal du sol causé par des ondes élastiques issues d’une rupture en profondeur

Question 4

4. Près d’une faille, les contraintes s’accumulent et les roches se déforment élastiquement sans rompre. Quelle étape du cycle sismique suit le glissement brutal ?

La poursuite de la déformation élastique sans libération d’énergie

La libération de l’énergie élastique et la vibration des roches

L’accumulation de contraintes et le déplacement progressif des points

La déformation plastique permanente avant tout mouvement sur la faille

Explication

Dans le cycle sismique, le glissement brutal le long de la faille libère l’énergie élastique accumulée et fait vibrer les roches. L’accumulation des contraintes et la déformation élastique précèdent le glissement.

Answer

La libération de l’énergie élastique et la vibration des roches

Question 5

5. À $100\,\text{km}$ de l’épicentre, un sismographe enregistre une amplitude maximale égale à $100$ fois l’amplitude de référence. Quelle magnitude de Richter obtient-on avec $M_L=\log_{10}(A/A_0)$ ?

\ln(100)

100

-2

2

Explication

Le rapport vaut $A/A_0=100$ , donc $M_L=\log_{10}(100)=2$ . Prendre le rapport directement omet le logarithme, et inverser le rapport donne un signe négatif.

Answer

La longueur et la largeur en kilomètres, ainsi que le glissement en mètres

Answer

La zone circumpacifique, les dorsales médio-océaniques et la ceinture eurasiatique

Answer

L’alignement des séismes superficiels et profonds appelé plan de Wadati-Benioff

Answer

Les ondes P et S sont de volume, tandis que les ondes L sont de surface

Answer

Il s’agit d’une onde S; les particules d’une onde P se déplacent dans la direction de propagation

Answer

Elle ne se propage pas dans le liquide, car son module de cisaillement y est nul

Answer

Le temps d’arrivée des ondes en fonction de la distance à la source

Answer

La méthode S-P par triangulation à partir des trois stations

Answer

Pg, PmP, Pn

Answer

Elle ne reçoit ni onde P ni onde S.

Answer

La discontinuité de Gutenberg.

Answer

De la discontinuité de Lehmann.

Answer

Une légère diminution de la vitesse des ondes P et S.

Answer

Lithosphère pour la couche externe, mésosphère pour le reste du manteau solide.

Question 6

6. Pour comparer la taille de deux ruptures sismiques, quelles mesures permettent de caractériser chaque plan de rupture ?

La longueur et la largeur en kilomètres, ainsi que le glissement en mètres

La longueur et la profondeur en kilomètres, ainsi que l’amplitude en mètres

La longueur et la largeur en mètres, ainsi que la durée du séisme en kilomètres

La largeur et la profondeur en kilomètres, ainsi que la magnitude sans unité

Explication

La rupture est caractérisée par la longueur et la largeur de son plan, exprimées en kilomètres, et par le glissement le long de ce plan, exprimé en mètres. La profondeur du foyer, l’amplitude sismographique et la magnitude sont des grandeurs différentes.

Question 7

7. Quelles sont les trois principales zones de concentration des séismes à l’échelle mondiale ?

Les dorsales médio-océaniques, les bassins continentaux et la zone circumpacifique

La ceinture eurasiatique, les régions polaires et les dorsales médio-océaniques

La zone circumpacifique, les régions équatoriales et les chaînes de montagnes isolées

La zone circumpacifique, les dorsales médio-océaniques et la ceinture eurasiatique

Explication

Les séismes se concentrent principalement dans la zone circumpacifique, le long des dorsales médio-océaniques et dans la ceinture eurasiatique du système alpin à l’Asie centrale. Les régions polaires, les bassins continentaux et les zones équatoriales isolées ne remplacent pas ces trois grandes zones.

Question 8

8. Dans une zone de subduction, quel indice sismique matérialise la plaque qui plonge ?

La chaîne sous-marine de reliefs appelée dorsale médio-océanique

L’alignement des séismes superficiels et profonds appelé plan de Wadati-Benioff

L’alignement des séismes profonds appelé ceinture eurasiatique

La limite de plaque en surface appelée fosse océanique

Explication

Le plan de Wadati-Benioff est l’alignement de séismes superficiels et profonds qui matérialise une plaque en plongement dans une zone de subduction. Une fosse est une structure de surface, une dorsale correspond à un autre contexte tectonique et la ceinture eurasiatique désigne une région sismique.

Question 9

9. Un sismologue distingue des ondes qui traversent l’intérieur du globe et d’autres qui cheminent horizontalement le long de discontinuités superficielles. Quelle classification convient ?

Les ondes P et S sont de volume, tandis que les ondes L sont de surface

Les ondes P, S et L sont toutes des ondes de volume

Les ondes P et L sont de volume, tandis que les ondes S sont de surface

Les ondes S et L sont de volume, tandis que les ondes P sont de surface

Explication

Les ondes P et S traversent le globe et sont donc des ondes de volume; les ondes L se propagent horizontalement le long de discontinuités superficielles. Classer les ondes selon leur période ou inclure L parmi les ondes de volume confond des caractéristiques distinctes.

Question 10

10. Lors d’une expérience, les particules d’un matériau oscillent perpendiculairement au trajet de l’onde qui les traverse. De quel type d’onde s’agit-il, et quel est le mouvement associé aux ondes P ?

Il s’agit d’une onde S; les particules d’une onde P se déplacent dans la direction de propagation

Il s’agit d’une onde L; les particules d’une onde P se déplacent perpendiculairement à la propagation

Il s’agit d’une onde P; les particules d’une onde S se déplacent dans la direction de propagation

Il s’agit d’une onde S; les particules d’une onde P se déplacent perpendiculairement à la propagation

Explication

Les ondes S sont transversales et déplacent les particules perpendiculairement à leur propagation, tandis que les ondes P sont longitudinales et les déplacent dans la direction de propagation. Inverser ces mouvements ou attribuer aux ondes P le mouvement transversal confond les deux types d’ondes de volume.

Question 11

11. Une onde sismique S arrive à la limite entre un solide et le noyau externe liquide. Que se passe-t-il à son entrée dans le liquide ?

Elle devient une onde P, car le module de cisaillement y augmente

Elle ne se propage pas dans le liquide, car son module de cisaillement y est nul

Elle continue dans le liquide, car sa vitesse dépend seulement de la densité

Elle se propage dans le liquide, car les ondes transversales traversent le noyau externe

Explication

La vitesse des ondes S dépend de la racine carrée du rapport entre le module de cisaillement et la densité; dans un liquide, ce module est nul, donc les ondes S ne s’y propagent pas. Les ondes P, contrairement aux ondes S, peuvent se propager dans les liquides.

Question 12

12. Que représente un hodographe en sismologie ?

La vitesse des ondes en fonction de leur amplitude

Le temps d’arrivée des ondes en fonction de la distance à la source

La distance à la source en fonction de l’amplitude des ondes

La profondeur du foyer en fonction du temps d’arrivée

Explication

Un hodographe met en relation le temps d’arrivée des ondes et la distance à la source. L’amplitude, la vitesse et la profondeur ne sont pas les variables qui définissent cette représentation.

Question 13

13. Pour localiser un séisme, une équipe mesure les écarts d’arrivée entre les ondes P et S dans trois stations et connaît des vitesses supposées pour ces ondes. Quelle méthode permet d’estimer l’épicentre ?

Une localisation à partir de l’heure d’arrivée dans une station

Une localisation fondée sur la propagation des ondes L

Une triangulation fondée sur les amplitudes enregistrées

La méthode S-P par triangulation à partir des trois stations

Explication

La méthode S-P exploite les écarts d’arrivée des ondes P et S mesurés à trois stations, puis estime l’épicentre par triangulation en supposant leurs vitesses. Une seule station, les amplitudes ou les ondes L ne correspondent pas à cette procédure.

Question 14

14. Un rayon arrive sur l’interface entre deux milieux avec un angle d’incidence de 35° par rapport à la normale. Quel angle le rayon réfléchi forme-t-il avec cette normale ?

35°

55°

Un angle déterminé par la vitesse dans le second milieu

Un angle supérieur à 35°

Explication

La loi de la réflexion impose que l’angle du rayon réfléchi soit égal à l’angle d’incidence, mesurés par rapport à la normale. L’angle réfracté dépend des milieux, 55° correspondrait à une mesure depuis l’interface, et un angle supérieur ne décrit pas la loi de réflexion.

Question 15

15. Dans un modèle sismique à deux couches, un sismogramme enregistre successivement une onde directe, une onde renvoyée par le Moho et une onde qui se propage le long de la limite entre les deux milieux. Quel est l’ordre des appellations correspondantes ?

Pg, Pn, PmP

PmP, Pg, Pn

Pn, PmP, Pg

Pg, PmP, Pn

Explication

Dans ce modèle, Pg désigne l’onde directe, PmP l’onde réfléchie sur le Moho et Pn l’onde conique se propageant le long de la limite. PmP n’est pas directe, et Pn n’est ni la réflexion sur le Moho ni l’onde directe.

Question 16

16. Une station située à 12 800 km de l’épicentre d’un séisme lointain se trouve dans quelle situation de réception ?

Elle reçoit des ondes P réfractées de type PKP.

Elle ne reçoit pas les ondes P, mais reçoit les ondes S.

Elle reçoit normalement les ondes P et S.

Elle ne reçoit ni onde P ni onde S.

Explication

Entre environ 11 500 et 14 500 km, les ondes P et S ne sont pas reçues : c’est la zone d’ombre. La réception normale correspond aux distances plus courtes, l’absence des seules ondes S ne décrit pas cette zone, et les ondes PKP réapparaissent au-delà de sa limite.

Question 17

17. Quelle limite interne de la Terre se situe vers 2 900 km de profondeur et sépare le manteau du noyau ?

La discontinuité de Lehmann.

La discontinuité de Gutenberg.

La discontinuité du Moho.

La limite de la lithosphère.

Explication

La discontinuité de Gutenberg, vers 2 900 km de profondeur, marque la limite entre le manteau et le noyau. Lehmann sépare les deux parties du noyau, tandis que le Moho sépare la croûte du manteau.

Question 18

18. Un modèle sismique situe une interface vers 5 100 km de profondeur, entre un noyau externe liquide et une région interne solide appelée graine. De quelle discontinuité s’agit-il ?

De la zone de faible vitesse.

De la discontinuité du Moho.

De la discontinuité de Gutenberg.

De la discontinuité de Lehmann.

Explication

Vers 5 100 km, la discontinuité de Lehmann sépare le noyau externe liquide du noyau interne solide, ou graine. Gutenberg correspond à la limite manteau-noyau, le Moho sépare croûte et manteau, et la zone de faible vitesse se trouve vers 100 km.

Question 19

19. Des ondes coniques révèlent une interface séparant la croûte terrestre du manteau. Quel nom porte cette discontinuité ?

La lithosphère.

La LVZ.

La discontinuité de Gutenberg.

Le Moho.

Explication

Le Moho est la discontinuité entre la croûte et le manteau, révélée notamment par l’arrivée d’ondes coniques. Gutenberg marque la limite manteau-noyau, la LVZ est une zone de baisse de vitesse et la lithosphère est une structure solide.

Question 20

20. Lorsqu’on étudie les vitesses sismiques vers 100 km de profondeur, quelle anomalie caractérise la LVZ ?

Une disparition des ondes P et S à cette profondeur.

Une légère augmentation de la vitesse des ondes P et S.

Une forte diminution de la vitesse des ondes P et S.

Une légère diminution de la vitesse des ondes P et S.

Explication

La LVZ, vers 100 km de profondeur, se caractérise par une légère diminution de la vitesse des ondes P et S. Une augmentation inverse le phénomène, une baisse forte en exagère l’ampleur, et la LVZ n’est pas une zone où ces ondes disparaissent.

Question 21

21. Une géologue classe les couches solides de la Terre : la couche externe comprend la croûte et une petite partie du manteau supérieur, tandis que le reste du manteau solide est distingué de l’asthénosphère associée à la LVZ. Quelle classification est correcte ?

Lithosphère pour la couche externe, asthénosphère pour le reste du manteau solide.

Lithosphère pour la couche externe, mésosphère pour le reste du manteau solide.

Mésosphère pour la couche externe, lithosphère pour le reste du manteau solide.

Asthénosphère pour la couche externe, mésosphère pour la petite partie du manteau supérieur.

Explication

La lithosphère réunit la croûte et une petite partie du manteau supérieur, tandis que la mésosphère correspond au reste du manteau solide; l’asthénosphère est associée à la LVZ. Confondre lithosphère et mésosphère inverse les deux ensembles, et les deux autres réponses attribuent à l’asthénosphère une composition erronée.

QCM : Initiation à la sismologie (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une roche se déforme sous une contrainte, puis retrouve sa forme initiale lorsque cette contrainte est supprimée. Quel comportement décrit cette réponse ?

2. Sous l’effet de contraintes, une roche de l’asthénosphère se déforme sans rompre. Quel comportement faut-il lui attribuer ?

3. Quelle description caractérise un séisme ?

4. Près d’une faille, les contraintes s’accumulent et les roches se déforment élastiquement sans rompre. Quelle étape du cycle sismique suit le glissement brutal ?

5. À $100\,\text{km}$ de l’épicentre, un sismographe enregistre une amplitude maximale égale à $100$ fois l’amplitude de référence. Quelle magnitude de Richter obtient-on avec $M_L=\log_{10}(A/A_0)$ ?

6. Pour comparer la taille de deux ruptures sismiques, quelles mesures permettent de caractériser chaque plan de rupture ?

7. Quelles sont les trois principales zones de concentration des séismes à l’échelle mondiale ?

8. Dans une zone de subduction, quel indice sismique matérialise la plaque qui plonge ?

9. Un sismologue distingue des ondes qui traversent l’intérieur du globe et d’autres qui cheminent horizontalement le long de discontinuités superficielles. Quelle classification convient ?

10. Lors d’une expérience, les particules d’un matériau oscillent perpendiculairement au trajet de l’onde qui les traverse. De quel type d’onde s’agit-il, et quel est le mouvement associé aux ondes P ?

11. Une onde sismique S arrive à la limite entre un solide et le noyau externe liquide. Que se passe-t-il à son entrée dans le liquide ?

12. Que représente un hodographe en sismologie ?

13. Pour localiser un séisme, une équipe mesure les écarts d’arrivée entre les ondes P et S dans trois stations et connaît des vitesses supposées pour ces ondes. Quelle méthode permet d’estimer l’épicentre ?

14. Un rayon arrive sur l’interface entre deux milieux avec un angle d’incidence de 35° par rapport à la normale. Quel angle le rayon réfléchi forme-t-il avec cette normale ?

15. Dans un modèle sismique à deux couches, un sismogramme enregistre successivement une onde directe, une onde renvoyée par le Moho et une onde qui se propage le long de la limite entre les deux milieux. Quel est l’ordre des appellations correspondantes ?

16. Une station située à 12 800 km de l’épicentre d’un séisme lointain se trouve dans quelle situation de réception ?

17. Quelle limite interne de la Terre se situe vers 2 900 km de profondeur et sépare le manteau du noyau ?

18. Un modèle sismique situe une interface vers 5 100 km de profondeur, entre un noyau externe liquide et une région interne solide appelée graine. De quelle discontinuité s’agit-il ?

19. Des ondes coniques révèlent une interface séparant la croûte terrestre du manteau. Quel nom porte cette discontinuité ?

20. Lorsqu’on étudie les vitesses sismiques vers 100 km de profondeur, quelle anomalie caractérise la LVZ ?

21. Une géologue classe les couches solides de la Terre : la couche externe comprend la croûte et une petite partie du manteau supérieur, tandis que le reste du manteau solide est distingué de l’asthénosphère associée à la LVZ. Quelle classification est correcte ?

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QCM : Initiation à la sismologie (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une roche se déforme sous une contrainte, puis retrouve sa forme initiale lorsque cette contrainte est supprimée. Quel comportement décrit cette réponse ?

2. Sous l’effet de contraintes, une roche de l’asthénosphère se déforme sans rompre. Quel comportement faut-il lui attribuer ?

3. Quelle description caractérise un séisme ?

4. Près d’une faille, les contraintes s’accumulent et les roches se déforment élastiquement sans rompre. Quelle étape du cycle sismique suit le glissement brutal ?

5. À 100 km100\,\text{km}100km de l’épicentre, un sismographe enregistre une amplitude maximale égale à 100100100 fois l’amplitude de référence. Quelle magnitude de Richter obtient-on avec ML=log⁡10(A/A0)M_L=\log_{10}(A/A_0)ML​=log10​(A/A0​) ?

6. Pour comparer la taille de deux ruptures sismiques, quelles mesures permettent de caractériser chaque plan de rupture ?

7. Quelles sont les trois principales zones de concentration des séismes à l’échelle mondiale ?

8. Dans une zone de subduction, quel indice sismique matérialise la plaque qui plonge ?

9. Un sismologue distingue des ondes qui traversent l’intérieur du globe et d’autres qui cheminent horizontalement le long de discontinuités superficielles. Quelle classification convient ?

10. Lors d’une expérience, les particules d’un matériau oscillent perpendiculairement au trajet de l’onde qui les traverse. De quel type d’onde s’agit-il, et quel est le mouvement associé aux ondes P ?

11. Une onde sismique S arrive à la limite entre un solide et le noyau externe liquide. Que se passe-t-il à son entrée dans le liquide ?

12. Que représente un hodographe en sismologie ?

13. Pour localiser un séisme, une équipe mesure les écarts d’arrivée entre les ondes P et S dans trois stations et connaît des vitesses supposées pour ces ondes. Quelle méthode permet d’estimer l’épicentre ?

14. Un rayon arrive sur l’interface entre deux milieux avec un angle d’incidence de 35° par rapport à la normale. Quel angle le rayon réfléchi forme-t-il avec cette normale ?

15. Dans un modèle sismique à deux couches, un sismogramme enregistre successivement une onde directe, une onde renvoyée par le Moho et une onde qui se propage le long de la limite entre les deux milieux. Quel est l’ordre des appellations correspondantes ?

16. Une station située à 12 800 km de l’épicentre d’un séisme lointain se trouve dans quelle situation de réception ?

17. Quelle limite interne de la Terre se situe vers 2 900 km de profondeur et sépare le manteau du noyau ?

18. Un modèle sismique situe une interface vers 5 100 km de profondeur, entre un noyau externe liquide et une région interne solide appelée graine. De quelle discontinuité s’agit-il ?

19. Des ondes coniques révèlent une interface séparant la croûte terrestre du manteau. Quel nom porte cette discontinuité ?

20. Lorsqu’on étudie les vitesses sismiques vers 100 km de profondeur, quelle anomalie caractérise la LVZ ?

21. Une géologue classe les couches solides de la Terre : la couche externe comprend la croûte et une petite partie du manteau supérieur, tandis que le reste du manteau solide est distingué de l’asthénosphère associée à la LVZ. Quelle classification est correcte ?

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