sciences de la vie et de la Terre

Revenu à l'écran principal , il faut cliquer sur "Trier" pour obtenir la liste des stations incluses dans le périmètre.

Les données d'Arequipa correspondent à la première ligne de la table

Un clic sur cette ligne affiche les représentations graphiques des séries temporelles de variations de latitude, de longitude et d'altitude.

On voit qu'avant 2001 la station dérive lentement vers le nord et vers l'est respectivement de 14,65 mm/an et de 9,94 mm/an. Ceci est conforme aux mouvements décrits pour l'ensemble de la plaque sud Américaine. Il faut noter que les vitesse affichées en dessous du graphique et celles portées sur la table du logiciel correspondent à ces vitesses et non à des vitesses moyennes calculées sur l'ensemble de la série.

Environ à la moitié de l'année 2001 la station subit un brutal mouvement vers le sud et vers l'ouest.

Le signal altimétrique subit lui aussi une perturbation mais sa mauvaise qualité, due au perturbations de la propagation des ondes dans la troposphère rend son utilisation difficile.

Pour définir plus précisement la date et l'amplitude des mouvements, nous allons utiliser les fichiers de données AREQlat.xls et AREQlon.xls fabriqués lors du traitement préalable des données. Sélectionner les colonnes A et B qui donne la date et l'écart à la position moyenne.

Utiliser le bouton de l'assistant graphique

Ces fichiers sont aussi disponibles en téléchargement

Afficher sur une nouvelle feuille.

Le résultat ci-dessous peut être utilisé en cliquant sur les points de mesure car les coordonnées du point s'affichent par cette action.

Il est cependant plus pratique de revenir à la table pour repérer la date exacte et mesurer la différence de position.

En utilisant la relation de Pythagore, il est possible de calculer le module du vecteur déplacement, ce qui donne ici 57,75 centimètres vers le sud ouest donc dans le sens inverse du mouvement général de la plaque.

Une rapide consultation des différentes séries temporelles disponibles sur cette zone montre que la station de Kourou (KOUR) possède des enregistrements assez continus sans marques de mouvements brutaux. Nous allons donc télécharger les fichiers kour.lat, kour.lon sur le serveur de la Nasa et les convertir en fichier excel KOURlat.xls et KOURlon.xls.

L'ensemble de ces manoeuvres est expliqué dans la fiche technique correspondante

Ces données sont aussi disponibles en téléchargement.

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Dans un article paru en 2002 Jean-Claude RUEGG et al publient les résultats de mesures effectuées en 2000, 2001 et 2002 dans la zone qui a subi un séisme de magnitude 8.4 le 23 juin 2001 à 20 heures 33. Des traitements plus sophistiqués que ceux que nous pouvons entreprendre en classe ont abouti à des séries de données temporelles qui ne sont pas actuellement disponibles sur Internet. On trouvera dans la section "téléchargement" les fichiers correspondant aux différentes figures.

Le principe de la mesure est quasiment le même que celui mis en oeuvre plus haut. Le déplacement d'Arequipa relativement à l'ensemble de l'Amérique du sud a été calculé.

dE correspond au mouvement relatif vers l'est, sE à son incertitude calculée, dN au mouvement vers le nord sN à son incertitude calculée, vec au module du vecteur déplacement, t sV à son incertitude et Azim à son azimut (positif vers l'est négatif vers l'ouest). Toutes ces données sont en mètre sauf les angles qui sont en degrés.

Le déplacement brutal vers l'ouest d'Aréquipa au moment du séisme est clairement mis en évidence. On remarque q'une légère perturbation précède le séisme et surtout que la période des répliques est marquée par un glissement assez rapide mais asismique qui se traduit par une prolongation du mouvement initié lors du séisme.

Pour le déplacement vers le sud les mêmes éléments apparaissent.

Contrairement aux fichiers du site de la Nasa, la série est presque complète et permet de voir ce qui s'est passé juste après le séisme.

Dans la note citée en référence, Ruegg et Al fournissent une carte qui est reproduite ci-contre avec autorisation de l'auteur.

L'étoile rouge sur fond blanc correspond à l'épicentre du séisme principal (M=8.4), l'étoile noire à la principale réplique (M=7.6) et les points rouges représentent les épicentres des autres répliques. La flèche bleue représente le vecteur déplacement mesuré lors du séisme, la flèche rose le déplacement cosismique calculé, la flèche verte correspond à la somme des déplacements mesurés (cosismiques et asismiques) associés au séisme du 23 juin 2001. Les petites flèches vertes, rouges et jaunes représentent les vitesses de déplacement mesurées par les stations GPS régionales avant la crise sismique. Le rectangle jaune correspond à la surface de rupture lors du séisme. Elle se trouve à l'est de la trace du plan de subduction de la plaque Nazca sous la plaque Sud-américaine. Cette zone n'avait pas connu de séisme important depuis 1868.

Dans les programmes actuels les phénomènes sismiques propres aux zones de convergence sont étudiés essentiellement en Quatrième et en Terminale S.

En Quatrième, il ne peut être question d'exposer les techniques de positionnement GPS mais l'utilisation des séries temporelles sans en expliquer la source est envisageable. Cette utilisation peut prendre plusieurs formes.

- utilisation d'une représentation graphique que l'on exploite manuellement en utilisant les notions de mathématiques (repère cartésien). C'est l'existence de mouvements brusques du sous-sol le long de zones particulières qui est l'objectif de l'étude.

- utilisation d'Excel pour mettre en évidence graphiquement ces mouvements. C'est une des compétences validables du B2I niveau 2. On peut ainsi faire une évaluation formative de la réalisation du graphique concernant les latitudes et demander aux élèves de mettre en oeuvre leurs compétences pour tracer le graphique concernant les longitudes.

En Terminale S, les élèves ont déjà été familiarisés avec l'utilisation de séries temporelles pour quantifier le déplacement des plaques en Première S. On peut donc d'emblée proposer des activités sur les mouvements relatifs en utilisant leur bagage informatique sur Excel et leurs notions mathématiques et physiques sur les sommes vectorielles.

La modélisation du mouvement lui-même demande un bagage géologique important et peut difficilement faire l'objet d'une activité pratique mais cette modélisation peut intervenir au moment du bilan.

Pour le B2I, la présente activité permet de valider les capacités suivantes :

C.3.5 Je sais réaliser un graphique de type donné.

L.3.5 Je sais produire une représentation graphique à partir d'un traitement de données numériques.