Présenter un modèle de convection

Présenter un modèle de convection:

L’étude des ondes sismiques a permis de construire un modèle théorique de la structure interne de la Terre: le modèle de PREM. Ce dernier montre des discontinuités qui délimitent 4 couches: la croûte, le manteau, le noyau externe et la graine.

En croisant plusieurs images en coupe du manteau, les scientifiques ont pu observer des mouvements. La matière chaude et peu dense s'élève et se refroidit tandis que la matière froide s'enfonce et s'échauffe. Ces observations démontrent une théorie: la convection mantellique. Dans un milieu déformable comme le manteau, lorsqu'une matière chaude et peu dense est surmontée par une matière froide et plus dense, on observe des mouvements de convection. Cette convection manifeste des mouvements de matière à l'origine d'un transfert de chaleur.

Il existe différents niveaux de convection. Il en existe dans le manteau et peuvent aller jusqu'à la discontinuité de Lehmann.

Les résultats obtenus par ce modèle:

La convection se fait avec mouvement de matière, surtout le manteau supérieur avec la péridotite ductile. Pour avoir une ascension de matière, il faut que d’une part celle ci a un comportement ductile (c le manteau supérieur) et il faut une source de chaleur avec la présence d’éléments radioactifs (uranium, potassium…) qui sont essentiellement concentrés dans le manteau d’inférieur. Le matériau chauffé remonte. C’est la croûte océanique qui constitue un apport de matière froide dans le manteau. Cette descente de matière engendre la montée de matière chaude au niveau des dorsales. (Dorsale: chaîne de montagnes sous-marines formée par la remontée du magma dans une zone où deux plaques s’éloignent l’une de l’autre.)

Comparer ces résultats obtenus avec le gradient thermique terrestre : Noter les zones de convection s’il y en a:

Entre 0 et 150 km de profondeur, le gradient est élevé, autrement dit le transfert de chaleur est peu efficace. Cependant, entre 150 et 3000 km, on remarque que le gradient thermique est très faible, autrement dit qu’il y a un équilibrage de température. Cela s’explique par le fait que l’on soit dans un matériau ductile qui est capable de se mouvoir donc transfert de chaleur par convection.

Limites du modèle observé:

Ce modèle présente un certain nombre de limites: les sources de chaleur interne du manteau ne sont pas situées à la base mais réparties dans tout le manteau. Les matériaux qui se déplacent ne sont pas liquides et fluides mais solides et ductiles. Et enfin les mouvements ne sont pas rapides mais lents.

A quoi correspondent les zones à forte flux de chaleur:

Le flux géothermique est fort dans les zones de dorsales, aux environs des points chauds, dans les bassins d'effondrement. Il est également fort dans les zones géologiquement actives.

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