Le géotherme de la Terre

⦁ L’apport des études thermiques

⦁ Le géotherme de la Terre.

L’étude de la vitesse des ondes sismiques dans le globe et des mesures en Laboratoire, permettent de déterminer la température dans les différentes enveloppes de la Terre.

Le géotherme Terrestre est la courbe décrivant l’évolution de la température en fonction de la profondeur au sein de la Terre. Il montre des variations importantes du gradient géothermique en fonction des enveloppes terrestres.

(Le gradient géothermique est l’augmentation de la température en degrés par km)

On observe dans la lithosphère un gradient géothermique très fort (30°C/Km) alors que dans l’asthénosphère et le manteau inférieur, le gradient est beaucoup plus faible (environ 0,3°C/Km).

Cela s’explique par deux modes de transfert de chaleurs différents :

⦁ Dans la lithosphère, l’énergie thermique est transférée vers la surface par de la conduction : c’est un transfert de chaleur de proche en proche sans déplacement de matière. (ce mode de transfert est peu efficace ce qui explique la grande différence de température entre la base et la surface de la lithosphère)

⦁ Dans l’asthénosphère et le manteau inférieur, l’énergie thermique est transférée par convection. Ce transfert de chaleur se fait avec le déplacement de matière : les roches soumises à une forte température, deviennent moins denses et ont tendance à remonter. Se faisant, elles refroidissent et deviennent plus denses, ce qui entraine leur enfoncement. Des boucles de circulation de matière se mettent en place : les cellules de convection. Ce transfert de chaleur est permis par le comportement ductile de la roche et est bien plus efficace que la conduction.

Schéma simplifié de la structure du globe

⦁ Des hétérogénéités thermiques au sein du manteau.

La tomographie sismique permet d'identifier des variations localisées de température à l'intérieur du globe (anomalies thermiques), à partir des variations de vitesse des ondes sismiques par rapport au modèle PREM. En traversant les zones froides, plus rigides, les ondes sismiques sont accélérées alors qu'au niveau des zones plus chaudes, moins rigides, les ondes sont ralenties.

Au niveau des zones du subduction (ex : le japon) on observe une anomalie négative qui correspond à l’enfoncement de matériel froid dans l’asthénosphère.

Au niveau des dorsales (au milieu des océans) on observe des anomalies positives qui correspondent la remontée superficielle de matériel chaud au sein du manteau supérieur.

Schéma plus détaillé de la structure du globe (incluant les hétérogénéités latérales).

ATTENTION : la légende de ce document n’est pas à connaitre, je l’ai laissé à titre d’information uniquement.

II) La dynamique du globe Terrestre

La surface de notre planète est découpée

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