QCM : Initiation à la sismologie (28 questions)

Explication

Une déformation plastique demeure après la cessation de la contrainte. Le retour élastique correspond à une déformation qui disparaît, le domaine élastique n’est pas celui d’une déformation permanente, et une vibration sismique n’est pas une catégorie de déformation.

Explication

Dans les roches lithosphériques, la rupture survient dans le domaine élastique, ce qui caractérise leur comportement fragile et permet les séismes. Le comportement ductile est associé à l’asthénosphère, tandis que la déformation plastique et l’accumulation sans rupture ne décrivent pas le mécanisme de rupture lithosphérique.

Explication

Un séisme est un ébranlement brutal provoqué par des ondes élastiques issues en profondeur d’une rupture et du mouvement relatif de compartiments lithosphériques, libérant une énergie accumulée lentement. Une libération progressive, une rupture sans mouvement relatif ou un déplacement sans ondes omettent des éléments constitutifs du phénomène.

Explication

Le foyer, ou hypocentre, est l’origine du séisme en profondeur ; l’épicentre est la projection de ce point à la surface. Inverser ces noms confond profondeur et surface, tandis que le front d’ondes et le plan de rupture désignent d’autres éléments.

Explication

La magnitude est $M_L=\log_{10}(A/A_0)$ ; ici, $A/A_0=100$, donc $M_L=\log_{10}(100)=2$. Prendre le rapport directement donne 100, le logarithme naturel donne environ 4,6, et inverser le rapport conduit à une magnitude négative.

Explication

Les paramètres caractéristiques sont la longueur et la largeur du plan de rupture, exprimées en kilomètres, et le glissement le long de ce plan, exprimé en mètres. L’amplitude enregistrée, la profondeur du foyer, la magnitude, la durée et la fréquence ne remplacent pas ces trois paramètres.

Explication

Les trois grands ensembles sont la zone circumpacifique, les dorsales médio-océaniques et la ceinture eurasiatique, qui prolonge le système alpin jusqu’en Asie centrale. Les rifts continentaux ou les marges africaines ne remplacent pas ces trois zones principales.

Explication

Dans la zone circumpacifique, les séismes sont associés aux grandes fosses océaniques et leurs foyers vont du superficiel jusqu’à 700 km. Les dorsales ont des foyers très superficiels, tandis que la ceinture eurasiatique se distingue par sa localisation et son contexte tectonique.

Explication

Les séismes des dorsales sont très superficiels, avec des foyers à moins de 20 km, et leur magnitude est modérée. Les profondeurs pouvant atteindre 700 km caractérisent la zone circumpacifique, et celles dépassant 70 km peuvent concerner la ceinture eurasiatique.

Explication

Le plan de Wadati-Benioff est l’alignement des séismes superficiels et profonds qui matérialise la plaque en plongement dans une zone de subduction. Une faille de dorsale ou une limite de surface ne correspond pas à ce plan.

Explication

Le sismographe est l’instrument à forte inertie relié au sol qui enregistre ses mouvements. Le sismogramme est le tracé obtenu, et non l’appareil lui-même.

Explication

Les ondes L arrivent plus tardivement et ont des périodes longues de 30 à 40 s. Les ondes P et S ont des périodes courtes, de 1 à 10 s.

Explication

Les ondes P et S se propagent dans toutes les directions et traversent la planète; ce sont des ondes de volume. Les ondes L sont des ondes de surface qui se déplacent horizontalement près de la surface.

Explication

Les ondes S sont des ondes de cisaillement et ne se propagent pas dans les liquides, car leur coefficient de résistance $\mu$ y est nul. Les ondes P sont des ondes de compression, tandis que les ondes L se déplacent le long de la surface.

Explication

La triangulation combine les écarts entre les arrivées P et S mesurés dans trois stations avec des hypothèses sur les vitesses de ces ondes pour estimer l’épicentre. Se fonder sur P seul ignore l’écart P-S, une seule station ne permet pas la triangulation, et les amplitudes ne remplacent pas les temps d’arrivée.

Explication

L’écart entre les arrivées de P et de S augmente avec la distance à l’épicentre. Un écart plus petit inverse cette relation, un écart identique la nie, et le seul temps d’arrivée de P ne répond pas à la comparaison demandée.

Explication

À l’interface, le rayon réfléchi fait avec la normale un angle égal à celui d’incidence, tandis que le rayon réfracté traverse vers l’autre milieu. Attribuer cette égalité à la réfraction confond les deux phénomènes; échanger leurs trajets les inverse, et l’angle se mesure par rapport à la normale.

Explication

La loi de Snell associe chaque sinus à la vitesse de son milieu : $\frac{\sin(i)}{V_1}=\frac{\sin(r)}{V_2}$. L’inversion des vitesses ou l’échange des angles associe les grandeurs aux mauvais milieux, tandis qu’une différence de sinus ne correspond pas à cette loi.

Explication

À l’angle critique, le rayon réfracté atteint 90° par rapport à la normale; au-delà, il n’existe plus et la réflexion totale se produit. Une réfraction ordinaire au-delà de la limite méconnaît cette transition, placer 90° sur le rayon incident confond les angles, et mesurer par rapport à l’interface change la référence géométrique.

Explication

Les trois trajets sont Pg, l’onde directe; PmP, réfléchie sur la discontinuité; et Pn, conique, qui se propage à la surface du milieu inférieur. Intervertir Pn et PmP confond propagation conique et réflexion, attribuer PmP au trajet direct brouille les étiquettes, et qualifier Pn de directe efface son trajet distinct.

Explication

Jusqu’à environ 11 500 km, soit 103°, les stations reçoivent normalement les ondes P et S. L’absence des deux ondes caractérise la zone d’ombre, la réception des seules P ne correspond pas à cette plage, et les P réfractées réapparaissent au-delà d’environ 14 500 km.

Explication

Entre environ 11 500 et 14 500 km, la zone d’ombre se caractérise par l’absence de réception des ondes P et S. La réception normale concerne une distance inférieure, les P réfractées réapparaissent au-delà de 14 500 km, et la zone n’est pas définie par la seule absence des S.

Explication

Au-delà d’environ 14 500 km, les ondes P réapparaissent après une double réfraction à la limite entre le manteau et le noyau et sont parfois appelées PKP. Les ondes directes ne décrivent pas ce trajet réfracté, les S ne sont pas le type d’onde concerné, et une station au-delà de la zone d’ombre reçoit de nouveau des P.

Explication

La discontinuité de Lehmann sépare le noyau externe liquide du noyau interne solide, ou graine, vers 5 100 km de profondeur. Gutenberg désigne la limite manteau-noyau vers 2 900 km, tandis que le Moho et la LVZ concernent la croûte et le manteau supérieur.

Explication

Entre 200 et 800 km, les ondes coniques peuvent arriver avant les ondes Pg directes parce qu’elles cheminent plus vite à la limite croûte-manteau, révélant le Moho. Pg désigne l’onde directe, la limite manteau-noyau est profonde et la LVZ correspond à une diminution de vitesse.

Explication

Le Moho peut atteindre 70 km sous les montagnes, alors qu’il ne dépasse pas environ 10 km sous les croûtes océaniques. L’inversion des contextes confond leurs épaisseurs, tandis que les deux autres réponses appliquent à tort une même valeur aux deux milieux.

Explication

La LVZ est une zone vers 100 km de profondeur où la vitesse des ondes P et S diminue légèrement. Une augmentation inverse le sens de la variation, une forte baisse en exagère l’ampleur, et une vitesse constante ne correspond pas à cette définition.

Explication

La lithosphère est la structure solide formée de la croûte et d’une petite partie du manteau supérieur ; la mésosphère correspond au reste du manteau solide. Inverser les deux structures confond leurs étendues, et la zone moins visqueuse est associée à l’asthénosphère plutôt qu’à la lithosphère ou à la mésosphère.