Atténuation sismique
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Cet article est une ébauche concernant la sismologie.
L'atténuation sismique est la diminution de l'amplitude et de l'énergie d'une onde sismique à la traversée d'une zone de l'intérieur de la Terre, par dissipation[a]. Elle dépend de la distance traversée et de la nature du matériau, mais aussi de la fréquence de l'onde.
L'atténuation est exprimée quantitativement via le facteur de qualité où désigne l'énergie mécanique des oscillations et l'énergie dissipée au cours d'une période (l'atténuation est d'autant plus forte que Q est plus petit). On appelle parfois atténuation l'inverse du facteur de qualité.
Mécanismes
[modifier | modifier le code]De même que la dispersion, l'atténuation peut résulter de différents mécanismes. Parmi les mécanismes observés ou proposés figurent l'interaction surface minérale-fluide, les écoulements microscopiques entre les pores, le mouvement macroscopique des fluides entre des zones d'une région hétérogène et le frottement au sein de la phase fluide. La mesure directe du facteur Q et de la dispersion des vitesses en laboratoire permet de distinguer ces mécanismes et de déterminer lesquels prédominent pour des lithologies ou des conditions de saturation particulières. Le mouvement des fluides est un mécanisme essentiel dans les roches clastiques poreuses et perméables. Dans les schistes, en revanche, le mouvement des fluides est inhibé et l'atténuation peut être dominée par l'interaction des particules d'argile avec l'eau liée. Les fluides lourds et visqueux (magma, pétrole) induisent une atténuation indépendamment de la matrice rocheuse. Tous ces mécanismes de dissipation dépendent de la fréquence[1].
Zones de forte atténuation à l'intérieur de la Terre
[modifier | modifier le code]Une première zone de forte atténuation est observée sous les plaques tectoniques, à une profondeur de 100–200 km. Due à la haute température et sans doute à la présence d'une petite fraction de liquide, cette zone dont le facteur de qualité Q peut être aussi petit que 50, relativement peu visqueuse, permet aux plaques de glisser sur l'asthénosphère[2].
Jusque vers 670 km de profondeur, Q est de l'ordre de 200, puis augmente dans le manteau inférieur (300-700). Une seconde zone d'atténuation accrue est présente vers 1 000 km (Q de l'ordre de 250)[2].
Il existe aussi des zones localisées (en latitude, longitude et profondeur) où l'atténuation est plus forte qu'alentour, sans doute là où se produit une fusion partielle (zones de subduction et panaches mantelliques).
Notes et références
[modifier | modifier le code]Notes
[modifier | modifier le code]- ↑ Ne pas confondre avec la diminution, pour une onde sphérique, due à l'élargissement du front d'onde pour une même énergie totale.
Références
[modifier | modifier le code]- ↑ (en) M. Batzle, Ronny Hofmann, Manika Prasad, Gautam Kumar, L. Duranti et De-hua Han, « Seismic Attenuation: Observations And Mechanisms », SEG Annual Meeting, Houston (Texas), (lire en ligne
, consulté le ).
- (en) Shuyang Sun, Yanick Ricard, Stéphanie Durand et Eric Debayle, « A high attenuation layer around 1000 km depth », Earth and Planetary Science Letters, vol. 669, , article no 119577 (DOI 10.1016/j.epsl.2025.119577 ).
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Bibliographie
[modifier | modifier le code]- (en) David D. Jackson et Don L. Anderson, « Physical mechanisms of seismic-wave attenuation », Reviews of Geophysics, vol. 8, no 1, , p. 1-63 (DOI 10.1029/RG008i001p00001).
- (en) Kenneth Winkler, Amos Nur et Michael Gladwin, « Friction and seismic attenuation in rocks », Nature, vol. 277, , p. 528-531 (DOI 10.1038/277528a0 ).
- (en) Mario Vassiliou, Carlos A. Salvado et Bernhard R. Tittmann, chap. 5 « Seismic Attenuation », dans Robert S. Carmichael, Handbook of Physical Properties of Rocks, vol. III, Boca Raton, CRC Press, , 1re éd., 354 p. (ISBN 9780203712030), p. 1-34.
- (en) Dai Andy, Shan Hao, Meng Kun et Bao Xueyang1, « Review of progress in seismic attenuation tomography », Reviews of Geophysics and Planetary Physics, vol. 53, no 6, , p. 702-720 (DOI 10.19975/j.dqyxx.2022-028).
- (en) Xu JingYi, Wang RuiZhen, Zhang YaBing et Liu Yang, « Research progress of seismic attenuation models », Progress in Geophysics, vol. 39, no 2, , p. 525-541 (DOI 10.6038/pg2024HH0197).
