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Mécanismes de transferts thermiques

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La convection

  • Le modèle PREM met en évidence des discontinuités qui délimitent 4 couches : la croûte, le manteau, le noyau liquide et le noyau solide (la graine).
  • Dès les années 1960 les avancées de la tomographie sismique montrent des anomalies au sein du manteau.
  • Les images obtenues prouvent qu’au sein d’une même couche, le manteau, on observe des différences de température mais aussi de constitution chimique.
  • On parle d’hétérogénéité latérale du manteau.
  • En croisant de nombreuses images en coupe du manteau, les scientifiques ont pu observer des mouvements : la matière froide descend alors que la matière chaude monte.
  • Ces observations étayent la théorie d’un mouvement de convection du manteau à l’état solide.
  • Il existe différents niveaux de convection : des mouvements dans le manteau supérieur et d’autres qui peuvent aller jusqu’à la discontinuité de Gutenberg, à la limite du noyau externe.
  • La convection est un mécanisme de transfert thermique présent au sein du manteau. Il fait écho en profondeur à la tectonique des plaques observée en surface.

La conduction : transmission et dissipation de l’énergie thermique vers la surface

  • La température interne du globe varie, elle augmente avec la profondeur, cette augmentation est représentée par le gradient géothermique.
  • Ce gradient n’est pas linéaire, on observe des paliers qui coïncident avec les discontinuités de Mohorovičić, de Gutenberg et de Lehmann.
  • Entre chaque couche la chaleur se transmet par conduction, or, c’est un mécanisme moins efficace que la convection, ce qui crée des ralentissements des échanges thermiques.
  • En thermique, la conduction est un transfert d’énergie thermique du chaud vers le froid, qui se produit en continuité dans la matière sans qu’il n’y ait de mouvement ni d’échange de matière.
  • C’est au niveau des dorsales océaniques (lieu de divergence des plaques) que le flux thermique est le plus important.
  • Nous pouvons en conclure que la chaleur vient du centre de la Terre et remonte à la surface. Le manteau a une grande conductivité mais la croûte une faible conductivité, la chaleur se stocke donc plus facilement car la croûte joue le rôle d’isolant.

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