Un séisme survient suite à une fracturation de la roche en profondeur, sous l'action d'énormes forces de pression existant au sein de l'écorce terrestre.
Il se traduit par des ondes mécaniques sismiques. Elles ne sont pas périodiques. Parmi elles, on distingue les ondes rapides P et les ondes plus lentes notées S. L'énergie qu'elles transportent et les dégâts qu'elles peuvent causer sont proportionnels à leur amplitude.


Les sismographes sont des appareils qui détectent et mesurent les ondes sismiques et leur amplitude. L'amplitude maximale des ondes permet de déterminer la magnitude du séisme. Celle-ci dépend de la distance à l'épicentre du séisme.
Deux stations ont enregistré des relevés d'ondes sismiques et noté les dates d'arrivée des ondes P et S.

Station

Date de début d'apparition des ondes P

Date de début d'apparition des ondes S

Iris

8 h 32 min 23 s

8 h 32 min 55 s

Detroit

8 h 33 min 45 s

8 h 32 min 55 s



1. En s'aidant d'un schéma, exprimer le retard τ de l'arrivée d'une onde en fonction de la célérité v et de la distance d entre la station et l'épicentre.

2. Quelle est la différence τ
p
​
−τ des retards entre les deux ondes successives ?

3. Exprimer τ
p
​
−τ
s
​
en fonction de d, v
s
​
et v
p .
4. En déduire d pour chaque station.

5. Pourquoi faudrait-il l'enregistrement d'une troisième station pour localiser l'épicentre ?


Données
Épicentre : point de la surface au-dessus de l'origine du tremblement de terre ;
Célérité des ondes P : v
p
​
= 6,0 km·s-1 ;
Célérité des ondes S : v
s
​
= 4,1 km·s-1.