Toolyard

Séismes, plaques et datation : guide d’étude

Idées clés

Les problèmes de sciences de la Terre transforment quelques relations logarithmiques et linéaires en nombres. La magnitude d’un séisme est logarithmique, le retard des ondes sismiques donne la distance, et les vitesses des plaques et la décroissance radioactive donnent des âges.

  • Chaque unité de magnitude multiplie par 10 l’amplitude enregistrée et par 10^1,5, soit environ 31,6, l’énergie libérée.
  • Le retard entre les ondes P et S donne la distance d = Δt × vP·vS ÷ (vP − vS).
  • La température de l’air baisse d’environ 6,5 °C par kilomètre d’altitude dans la basse atmosphère.
  • L’âge de la croûte est la distance divisée par la vitesse d’expansion. Un âge radiométrique est la demi-vie multipliée par le nombre de divisions par deux, t = t½ × log₂(N₀ ÷ N).

Équations clés

  • amplitude ratio = 10^ΔM
  • energy ratio = 10^(1.5 ΔM)
  • d = Δt × vP·vS ÷ (vP − vS)
  • T = T₀ − 6.5 × h
  • t = d ÷ v
  • t = t½ × log₂(N₀ ÷ N)

Exemple résolu

Un séisme de magnitude 7 par rapport à un de magnitude 5 a 10² = 100 fois l’amplitude et 10^(1,5 × 2) = 1000 fois l’énergie. Avec vP = 6 km/s, vS = 3,5 km/s et un retard de 20 s, d = 20 × (6 × 3,5) ÷ 2,5 = 168 km. Avec 15 °C au niveau de la mer, il fait à 3 km d’altitude 15 − 6,5 × 3 = −4,5 °C. La croûte à 100 km d’une dorsale qui s’écarte à 2 cm par an a 10⁷ cm ÷ 2 = 5 × 10⁶ ans, soit 5 millions d’années. Un échantillon qui conserve 25 % de son carbone 14 a subi 2 demi-vies, donc 2 × 5730 = 11 460 ans.

Erreurs fréquentes

  • Traiter la magnitude comme linéaire, si bien que 2 unités d’écart donnent 2 fois au lieu de 100 fois l’amplitude.
  • Mélanger km et cm en divisant la distance par la vitesse d’expansion. Convertir d’abord les deux dans la même unité.
  • Prendre la fraction restante pour le nombre de demi-vies. 25 % font deux divisions par deux, pas 0,25.

Pratique

Testez-vous avec des questions d’entraînement sur ce thème : Séismes, plaques et datation

Outils de ce guide

Autres guides

Loi de Snell-Descartes, réfraction et réflexion totale interneLes orbitales atomiques expliquées : s, p, d et fComment fonctionne l'électrophorèse sur gel et comment lire un gel d'ADNLes phases de la Lune, les marées et les éclipses expliquéesLa loi binomiale, la courbe en cloche et la planche de GaltonLes circuits en série et en parallèle expliquésComment fonctionnent les solutions tampons : Henderson-Hasselbalch et pouvoir tamponMitose et méiose : les phases, le crossing-over et la non-disjonctionComment fonctionne l'effet de serreLes séries de Fourier expliquées : construire des ondes à partir de sinusLe principe de Bernoulli expliqué : continuité, tube de Venturi et frottement dans les conduitesComment fonctionne l'induction électromagnétique : loi de Faraday, loi de Lenz, alternateurs et transformateursComment fonctionne la chromatographie : valeurs Rf, colonnes et résolutionLa loi de Beer-Lambert expliquée : absorbance, spectrophotomètres et courbes d'étalonnageComment fonctionne la synthèse des protéines : transcription, traduction et mutationsLa photosynthèse et ses facteurs limitants : lumière, dioxyde de carbone et températureLes cycles prédateur-proie : les équations de Lotka-Volterra expliquéesLes modèles épidémiques SIR et SEIR : R₀, immunité collective et aplatissement de la courbeLe cycle de vie d'une étoile et le diagramme de Hertzsprung-RussellRéseaux cristallins, mailles et diffraction des rayons XStructure cellulaire et organites : guide d’étudeMembranes et transport : guide d’étudeCellules et transport : guide d’étudeRespiration et photosynthèse : guide d’étudeCycle cellulaire et méiose : guide d’étudeExpression des gènes et synthèse des protéines : guide d’étudeÉvolution et sélection naturelle : guide d’étudeÉcologie et flux d’énergie : guide d’étudePhysiologie humaine : guide d’étudeNerfs et muscles : guide d’étudeBiologie végétale : guide d’étudeImmunité et épidémiologie : guide d’étudeEnzymes et protéines : guide d’étudeBiotechnologie et méthodes moléculaires : guide d’étudeCroissance et dénombrement microbiens : guide d’étudeStructure atomique et lumière : guide d’étudeCinétique chimique : guide d’étudeÉquilibre chimique : guide d’étudeEnthalpie libre et spontanéité : guide d’étudeProbabilités et lois : guide d’étudeOrbites et lumière des étoiles : guide d’étudeNomenclature (nommer les composés) : guide d’étudeGroupes fonctionnels : guide d’étudeStructure et liaison : guide d’étudeHydrocarbures : alcanes, alcènes et alcynes : guide d’étudeAlcools, phénols et éthers : guide d’étudeAldéhydes et cétones : guide d’étudeAcides carboxyliques et dérivés : guide d’étudeAmines : guide d’étudeComposés aromatiques : guide d’étudeStéréochimie : guide d’étudeSubstitution, élimination et carbocations : guide d’étudePropriétés physiques et acidité : guide d’étudeSpectroscopie RMN et IR : guide d’étudeTechniques de laboratoire : guide d’étudeCinématique : guide d’étudeInduction électromagnétique : guide d’étudePhysique moderne : guide d’étudeMouvement des projectiles : guide d’étudeTravail, énergie et puissance : guide d’étudeQuantité de mouvement et chocs : guide d’étudeMouvement circulaire et gravitation : guide d’étudeOscillations : guide d’étudeFluides : guide d’étudeOndes et son : guide d’étudeOptique : guide d’étudeÉlectrostatique : guide d’étudeMagnétisme : guide d’étude