Earth
Ondes sismiques dans la Terre
Déclenchez un séisme et regardez un éventail de rais se courber dans le manteau, se réfracter brusquement dans le noyau liquide lent et laisser une zone d'ombre de l'autre côté ; passez aux ondes S et voyez-les s'arrêter au noyau, ou donnez au noyau la rigidité d'un solide et laissez-les passer. Lisez les premières arrivées à cinq stations, enfoncez le foyer et vérifiez le modèle sur une Terre homogène où les rais sont des cordes droites.
Ce qui se passe
Une Terre à couches sphériques — croûte, manteau supérieur et inférieur, noyau externe liquide, noyau interne — avec des vitesses linéaires en rayon dans chaque couche. Chaque rai d'un éventail d'angles de départ est tracé en RK4 le long de l'abscisse curviligne par dn/ds = −(∇v − (n·∇v)·n)/v, coupé exactement à chaque interface où la loi de Snell le réfracte ou le réfléchit totalement, et s'arrête là où la vitesse des ondes de cisaillement est nulle. Le paramètre de rai r·sin i/v est constant le long du rai, et la pente de l'hodochrone est ce paramètre. Les rais sont dessinés jusqu'où les ondes sont arrivées à l'instant présent ; le front relie leurs extrémités. Cinq stations sur la circonférence lisent les premières arrivées ; la zone d'ombre s'étend du dernier rai mantellique au premier rai traversant le noyau.
À essayer
Lancez les fronts et lisez les arrivées à 30°, 60° et 90°, puis regardez la station à 120° attendre dans l'ombre. Passez aux ondes S — elles s'arrêtent au noyau ; rendez le noyau solide — elles passent.
Le modèle et ses limites
Modèle pédagogique de vitesses à cinq couches, pas PREM ; sans ondes converties, réflexions de surface ni atténuation ; rais seulement, pas d'amplitudes. Les temps d'arrivée et les bords de l'ombre appartiennent à ce modèle.
Équations du module
Équations dn/ds = −(∇v − (n·∇v)·n)/v p = r·sin i/v = const, dT/dΔ = p sin i_2/v_2 = sin i_1/v_1 R = (ρ_2·v_2 − ρ_1·v_1)/(ρ_2·v_2 + ρ_1·v_1)
