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À défaut de pouvoir observer de manière directe l'intérieur de la Terre, les scientifiques utilisent les ondes sismiques pour sonder les profondeurs de la Planète. Cette méthode, appelée tomographietomographie sismique, permet ainsi de cartographier les différentes enveloppes de la Terre et de définir leurs caractéristiques physiquesphysiques.
Comparaison entre l’observation et le modèle
Dans le détail, la tomographie sismique se base sur la comparaison des vitesses des ondes sismiques données par le modèle théorique d'architecture terrestre (le modèle Prem) et les vitessesvitesses réelles enregistrées lors d'un séisme. Si le modèle théorique permet une première approximation des enveloppes terrestres, l'analyse des ondes sismiques montre qu'il existe de nombreuses zones où la vitesse des ondes diffère de celle du modèle.
On note ainsi la présence d'anomaliesanomalies de vitesse par rapport au modèle global. Ces anomalies permettent ainsi d'affiner notre connaissance de l'intérieur de la Terre. Elles communiquent notamment des informations sur la température du milieu. Une anomalie associée à une vitesse plus lente que celle du modèle suggère ainsi la présence d'une zone plus chaude que prévu. À l'inverse, les anomalies associées à des vitesses plus rapides suggèrent la présence de zones plus froides. L'ensemble de ces anomalies de vitesse met en lumièrelumière l'hétérogénéité latérale des enveloppes terrestres.
L'identification de ces anomalies de vitesse (et donc de température) est primordiale pour comprendre la dynamique des processus qui se joue en profondeur. Les différences de température au sein du manteaumanteau sont en effet responsables de la convectionconvection de celui-ci, un mécanisme essentiel pour la tectonique des plaques.
Imager l’intérieur de la Terre pour comprendre sa dynamique
C'est d'ailleurs grâce à la tomographie sismique que l'on a pu imager pour la première fois les slabsslabs (plaques plongeantes) qui s'enfoncent dans le manteau au niveau des zones du subduction. Cette observation a permis la mise en évidence de ce phénomène de recyclagerecyclage de la croûte océanique qui n'était jusqu'alors que théorique. La tomographie sismique a également permis de mettre en lumière le lien existant entre les structures visibles en surface, notamment la topographie, et la dynamique interne du globe. Elle montre que surface et profondeur ne sont pas forcément découplées.
C'est la multitude des stations d'enregistrement mais également le nombre et la grande variété d'événements sismiques qui permettent tous les jours d'affiner le modèle d'architecture interne de la Terre.
