I. La désintégration des éléments radioactifs de la Terre produit la chaleur
La Terre perd inexorablement de la chaleur : 4,2 x 1013 J/s : c’est ce qui crée le flux géothermique.
La principale source de cette chaleur (environ 80%) provient de la désintégration des éléments radioactifs, tel que l’uranium 238U, le thorium 232Th et le potassium 40K, qui se situe dans la croûte et dans le manteau. Mais comme c’est le manteau qui occupe le plus grand volume, c’est lui qui fournit la majorité de la chaleur.
Une petite partie de la chaleur produite par la Terre provient de sa chaleur initiale d’accrétion.
Remarque : Les éléments se désintègrent et donc disparaissent, ils vont donc fournir de moins en moins de chaleur, ainsi notre planète deviendra une planète géologiquement morte dans quelques milliards d'années.
II. Cette chaleur se propage principalement par convection
Les roches sont très mauvaises conductrices de chaleur, et donc la chaleur se propage très lentement en les traversant. Dans la lithosphère rigide, où la chaleur se propage seulement par conduction, il existe donc un gradient géothermique élevé (30°C/km puis 20°C/km). Si bien que la base de la lithosphère est déjà aux alentours de 1300°C.
Plus profondément, dans le manteau ductile (= qui peut se déformer plastiquement sans se rompre), la chaleur pourra être dissipée par la mise en mouvement du magma. Ce phénomène s'appelle la convection : le magma profond est plus chaud que le magma moins profond ; étant plus chaud, il est moins dense et donc remonte ; en remontant dans du matériel plus froid, il se refroidit, devient plus dense, donc redescend. Ces courants ascendants et descendants forment des cellules de convection qui fonctionnent très lentement pendant des millions d’années.
Remarque : On ne sait pas s'il y a un seul étage de convection dans le manteau (2800 km) ou 2 étages avec convection dans l’asthénosphère et convection dans le manteau inférieur.
Cellules de convection - crédit : Observatoire de Paris / U.F.E.
III. La convection dans le manteau est le moteur des la tectonique des plaques
La remontée des matériaux chauds et peu denses de l’asthénosphère au niveau des dorsales par convection (flux géothermique élevé) correspond à la divergence des deux plaques à cet endroit.
La redescente de la lithosphère refroidi à l’autre bout de la plaque (flux géothermique très bas) crée le phénomène de subduction. Il existe donc un couplage entre les mouvements de convection du manteau et des mouvements des plaques au-dessus.
Schéma récapitulatif : convection, dorsale et subduction
Remarque : Les points chauds naissent dans le manteau profond où de la matière chaude, peu dense, remonte par convection à la surface, indépendamment de la tectonique des plaques. Cela permet également la chaleur interne de la Terre. Les points chauds produiraient ainsi de façon massive des laves basaltiques qui forment soit des îles (ex. : Hawaï), soit d’énormes plateaux basaltiques sur les continents (ex. : Trapps du Deccan en Inde).
Conclusion
La Terre perd inexorablement de la chaleur : 4,2 x 1013 J/s : c’est ce qui crée le flux géothermique.
La principale source de cette chaleur (environ 80%) provient de la désintégration des éléments radioactifs, tel que l’uranium 238U, le thorium 232Th et le potassium 40K, qui se situe dans la croûte et dans le manteau. Mais comme c’est le manteau qui occupe le plus grand volume, c’est lui qui fournit la majorité de la chaleur.
Une petite partie de la chaleur produite par la Terre provient de sa chaleur initiale d’accrétion.
Remarque : Les éléments se désintègrent et donc disparaissent, ils vont donc fournir de moins en moins de chaleur, ainsi notre planète deviendra une planète géologiquement morte dans quelques milliards d'années.
II. Cette chaleur se propage principalement par convection
Les roches sont très mauvaises conductrices de chaleur, et donc la chaleur se propage très lentement en les traversant. Dans la lithosphère rigide, où la chaleur se propage seulement par conduction, il existe donc un gradient géothermique élevé (30°C/km puis 20°C/km). Si bien que la base de la lithosphère est déjà aux alentours de 1300°C.
Plus profondément, dans le manteau ductile (= qui peut se déformer plastiquement sans se rompre), la chaleur pourra être dissipée par la mise en mouvement du magma. Ce phénomène s'appelle la convection : le magma profond est plus chaud que le magma moins profond ; étant plus chaud, il est moins dense et donc remonte ; en remontant dans du matériel plus froid, il se refroidit, devient plus dense, donc redescend. Ces courants ascendants et descendants forment des cellules de convection qui fonctionnent très lentement pendant des millions d’années.
Remarque : On ne sait pas s'il y a un seul étage de convection dans le manteau (2800 km) ou 2 étages avec convection dans l’asthénosphère et convection dans le manteau inférieur.
Cellules de convection - crédit : Observatoire de Paris / U.F.E.
III. La convection dans le manteau est le moteur des la tectonique des plaques
La remontée des matériaux chauds et peu denses de l’asthénosphère au niveau des dorsales par convection (flux géothermique élevé) correspond à la divergence des deux plaques à cet endroit.
La redescente de la lithosphère refroidi à l’autre bout de la plaque (flux géothermique très bas) crée le phénomène de subduction. Il existe donc un couplage entre les mouvements de convection du manteau et des mouvements des plaques au-dessus.
Schéma récapitulatif : convection, dorsale et subduction
Remarque : Les points chauds naissent dans le manteau profond où de la matière chaude, peu dense, remonte par convection à la surface, indépendamment de la tectonique des plaques. Cela permet également la chaleur interne de la Terre. Les points chauds produiraient ainsi de façon massive des laves basaltiques qui forment soit des îles (ex. : Hawaï), soit d’énormes plateaux basaltiques sur les continents (ex. : Trapps du Deccan en Inde).
Conclusion
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Notre planète est donc géologiquement active => tectonique des plaques.
Le moteur de la tectonique des plaques est l'énergie interne de la Terre, provenant principalement de la désintégration des éléments radioactifs du manteau. Les cellules de convection dans le manteau ductile sont des cellules dans lesquelles le magma est en mouvement circulaire. Ce mouvement entraîne les plaques lithosphériques situées au-dessus. |