TD GÉOSCIENCES 1 UE STU1001L

TD3 : Dynamique interne de la Terre
1. Dynamique du manteau :
1) Dans la croûte terrestre, la température augmente en fonction de la profondeur de 30° C.km-1. Avec un tel gradient géothermique, quelle serait la température à 660 km de profondeur, c’est à dire à l’interface entre le manteau supérieur et le manteau inférieur ? Est-ce plausible?
T660 = 13 + 30.660 = 19813°C
Impossible ; tout serait fondu ; et on sait par la propagation des ondes sismiques S que ce n’est pas le cas… 2) La figure 1 montre l’allure des isothermes dans la boîte d’un modèle numérique pour système conductif (à gauche) et dans un système convectif (à droite).

- Comparez ces deux modes de transport de la chaleur (milieu, mécanisme, conditions de fonctionnement, efficacité, etc.) à partir de ce qui a été vu en cours.
Conduction

Convection

milieu

Solide et liquide

Solide ou liquide

mécanisme

Sans déplacement de la matière,
Par propagation de la chaleur sous forme de vibration d’un atome à l’autre, …
Fort gradient de température, ou excellent conducteur
Faible sauf pour un bon conducteur ; or les roches sont de bons isolants

Avec transport de matière, ce qu’on appelle encore advection

conditions efficacité Viscosité du milieu relativement faible forte - A côté de chaque boîte, tracez le profil de température moyen correspondant.
Linéaire en mode convectif ; la température augmente régulièrement en fonction de la profondeur z
En mode convectif ; quasi-isotherme au centre de la boîte et deux couches limites thermiques en haut et en bas.
- Qu’en concluez-vous par rapport à la question 1?
Seul le mode convectif est approprié au manteau terrestre
- Précisez pour chaque enveloppe terrestre le mode de transport de la chaleur qui lui est associé.
Atmosphère : convection ; Lithosphère : conduction ; Asthénosphère : convection ; noyau externe : convection ; graine : conduction très largement dominante

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