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Collège Jean Giono - Le Beausset - 05/2018Nom :
Prénom :
Classe :Épreuve de Sciences de la Vie et de la TerreÉtude sismique de la Lune
Durée de l'épreuve : 30 mn - 25 points
(22,5 points pour les quesitions et 2,5 points pour la présentaition de la copie, et l'uitilisaition de la
langue française)Bien que très proche d'un point de vue astronomique, la structure interne de la Lune reste largement
méconnue. Entre 1969 et 1977, les missions Apollo ont tenté de collecter un maximum de données pour des
études futures, et ont pour cela déposé des instruments de mesure comme des sismomètres à la surface de la
Lune.En efffet, le meilleur moyen d'invesitigaition pour connaître la structure interne d'un objet de grandes
dimensions est la sismologie : l'étude des variaitions des vitesses de déplacement des ondes sismiques nous
renseigne sur la nature du matériau traversé, car elles sont modiifiées par la densité, la température et l'état
physique de ce matériau.Paritie I - La structure interne de la Lune
Document 1 : structure interne de la Terre déterminée à paritir des vitesses de déplacement des ondes
sismiques S et PRemarque : les ondes S, dites de cisaillement, ne traversent pas les liquides, c'est pour cela qu'elles
disparaissent au niveau du noyau externe, qui est liquide.Collège Jean Giono - Le Beausset - 05/2018Document 2 : proifils de déplacement des ondes sismiques S et P dans la Lune
1 - Complétez, dans le document 2, la structure interne de la Lune, en suivant l'exemple de celle donnée
pour la Terre dans le document 1.Vous représenterez les éléments suivants : le manteau, le noyau externe, la croûte, et le noyau interne.
2 - Indiquez l'état physique (solide, liquide ou gazeux) du noyau externe de la Lune. Jusitiifiez votre réponse.
3 - Cochez les réponses exactes :
Un changement de matériau est caractérisé parUne augmentaition de la densité du matériau traversé
Une brusque augmentaition de la vitesse des
ondesUn changement progressif de la vitesse des ondes
Un brusque changement de la vitesse des ondes
Une dispariition des ondes S Provoque un ralenitissement des ondesProvoque une accéléraition des ondes
peut être lié à une augmentaition de la profondeur peut être lié à une augmentaition de la température Structure interne de la LuneCollège Jean Giono - Le Beausset - 05/2018Document 3 : vitesse de propagaition des ondes P dans quelques roches
Vitesse de propagaition des ondes P en km/s
Sédiments2
Basalte5,1
Anorthosite4
Péridoitite8,2
Atttenition ! Ces vitesses ne sont pas valables dans le noyau où la température et la pression sont trop fortes !
4 - Précisez, sur le schéma à compléter du document 2, la nature des roches composant chaque couche
composant la structure interne de la Lune.Paritie II - La sismicité lunaire
Nous savons maintenant que la Lune présente une sismicité enregistrée et étudiée encore aujourd'hui, qui a
permis de metttre en évidence sa structure interne.Reste donc à déterminer quelles sont les causes de cettte sismicité, qui ont l'air bien diffférentes de ce que l'on
peut rencontrer sur Terre. En efffet, la Lune ne présente pas d'acitivité tectonique, il n'y a pas d'acitivité interne
provoquant le mouvement de plaques, qui pourrait expliquer la survenue de séismes. Document 4 : les forces d'atttracition Terre / LuneL'orbite de la Lune autour de la Terre est ellipitique, ce qui fait varier la distance Terre / Lune entre
358 000 et 405 000km.
La force d'atttracition entre ces deux astres varie donc entre 2,2843 x 1020N et 1,785 x 1020N.Lorsque la Lune est au plus près de la Terre, l'atttracition qu'elle exerce est à l'origine des marées, qui
sont une dilataition des mers et océans. On peut donc légiitimement penser que la force d'atttracition de la
Terre doit avoir des conséquences sur la Lune.Collège Jean Giono - Le Beausset - 05/2018Document 5 : Amplitude et fréquence des variaitions de la distance Terre / Lune au cours de l'année
2018Document 6 : coupe de la Lune montrant les foyers des séismes enregistrés par les diffférentes missions
Apollo
Les séismes lunaires profonds se produisent tous les 28 jours, à paritir des mêmes foyers sismiques.