Global Positioning System

Le GPS (Global Positioning System) est un système de géodésie spatiale basé sur une constellation de satellites spécifiques, permettant le positionnement en 3 dimensions (latitude, longitude, altitude) ainsi que la mesure du temps. Il a été mis en place par les services de la Défense aux États-Unis au cours des années 80. Il est entièrement opérationnel depuis la fin de l’année 1993, avec 24 satellites assurant une couverture complète du globe 24h/24. Ces satellites, dont les trajectoires sont connues avec une précision de quelques centimètres, émettent en continu un signal radio sur deux fréquences (1.2 Ghz et 1.5 Ghz). Les récepteurs GPS sont capables de décoder ce signal pour déterminer la distance qui les sépare de chacun des satellites qu’ils peuvent « écouter ». En utilisant trois satellites enregistrés simultanément, un récepteur dispose donc de trois données qui lui permet de résoudre les trois inconnues définissant sa position : latitude, longitude et altitude. Une quatrième inconnue est le décalage de temps entre les horloges des satellites et des récepteurs. En toute rigueur, il faut donc au moins quatre satellites pour se positionner par GPS. Origine des données du document 2 En pratiquant des tirs (souvent de l’air comprimé), il est possible d’émettre des ondes acoustiques qui se propagent dans les roches et se réfléchissent (ou se réfractent) sur les objets géologiques: C’est cette méthode d’imagerie qui est utilisée dans la prospection pétrolière.

Les nombreux réflecteurs obtenus correspondent à des surfaces de discontinuités ; cette technique fournit des informations sur la structure des objets géologiques. Origine des données du document 3 Les mécanismes au foyer sont obtenus en compilant les résultats de plusieurs sismogrammes situés de part et d’autre de la faille à l’origine du séisme ; selon le premier mouvement effectué par le stylet (vers le haut ou vers le bas) les sismologues en déduisent si le compartiment est en extension ou en compression. Origine des données du document 4 Il s’agit de données tomographiques. La tomographie sismique ou scanner de la Terre est une méthode qui consiste à combiner mathématiquement les mesures de vitesse enregistrées dans des stations sismiques pour un grand nombre d’ondes émises par les séismes naturels ou provoqués, le long des trajets entrecroisés à l’intérieur de la Terre. On repère alors des zones anormales où la vitesse est différente (plus grande ou plus faible) de la vitesse théorique calculée et donnée par le modèle PREM. On décèle ici des hétérogénéités latérales de vitesse. Les zones lentes, si l’on considère le manteau homogène chimiquement sont interprétées comme des zones chaudes ; c’est l’inverse pour les zones rapides. Origine des données du document 5 L’anomalie de Bouguer est obtenue après avoir effectué la correction de Bouguer sur le champ de pesanteur mesuré dans un secteur donné ;

la correction de Bouguer prend en compte l’altitude ainsi que la masse des matériaux située au dessus du niveau 0 de la mer. La valeur du champ de pesanteur mesuré puis corrigé est ensuite comparée à la valeur théorique de Clairaut, la différence correspond à l’anomalie de Bouguer. Ceci permet de repérer les zones moins denses (en bleu) ou plus denses (en rouge) par rapport au modèle de Clairaut ou modèle de référence. … Les apports de l’analyse des divers documents : Les données GPS montrent un déplacement de la plaque eurasiatique vers l’est-sud-est de l’ordre de 5 mm/an mais ces vitesses ne sont pas les mêmes suivant la latitude ; on constate notamment qu’elles sont plus élevées dans le sud que dans le nord de la carte. On remarque également au nord du lac un vecteur vitesse (BAYA) dirigé vers le nord. L’hétérogénéité des valeurs peut s’expliquer soit par l’imprécision des méthodes de mesures, soit par une déchirure de la plaque. Le profil du document 2 montre de façon non équivoque la présence de failles normales au niveau du lac ; ceci est confirmé par la carte de sismicité proposée par le document 3 où la majorité des mécanismes au foyer sont de type extensif. On note par ailleurs que les épicentres sont concentrés au niveau du lac. On peut dès lors formuler l’hypothèse que le lac Baïkal est le siège d’une déchirure crustale et que le contexte est celui d’un rift continental. La carte des anomalies de Bouguer révèle qu’effectivement autour du lac la croûte est plus épaisse (zones moins denses , bleues) alors qu’au nord elle a tendance à s’amincir (zone plus dense, rouge). Les données tomographiques ne semblent pas, en revanche, révéler de remontée d’asthénosphère (zones lentes , rouges) sous le lac Baïkal ; celui-ci pourrait être qualifié de rift froid.