La Terre, machine thermique - Géodynamique, magmatisme et métamorphisme

Thèmes abordés

Énergie - Environnement, Terre, thermique, géodynamique, magmatisme, métamorphisme, zones de subduction, schistosité, diffusion de la chaleur, chaleur interne, chaleur primordiale, isotopes radioactifs, fusion partielle, gradient géothermique, champ magnétique terrestre, propriétés magnétiques, aimantation permanente, flux de chaleur, conductivité thermique, conduction, convection, croûte terrestre, manteau terrestre, noyau terrestre, distension, faille normale, compression, failles inverses, chevauchements, asthénosphère, lithosphère, isothermes, roches magmatiques

Résumé du document

La chaleur interne :
- Chaleur primordiale 10 W : énergie cinétique lors de l'accrétion, chaleur de compression, énergie gravitationnelle du Fe et du Ni.
- Désintégration des isotopes radioactifs 3.2 W : désintégration croûte 0.8 10 W, désintégration manteau 2.4 10 W.
Diffusion de la chaleur : on définit un gradient gradT = dT/dx (variation de T entre 2 profondeurs).
Le flux de chaleur (quantité de chaleur traversant l'unité de surface par seconde) : J = KgradT (W/m) où K = conductivité thermique (capacité du solide à propager les variations thermiques).

Extraits

[...] La présence d'élément chimique Fe, Ni, Co permet de développer dans les minéraux un comportement ferromagnétique avec une aimantation permanente. La liaison aimantation ferromagnétique avec la température = notion de température de Curie. L'aimantation permanente est remise à zéro si les conditions de T° sont supérieure à la température de Curie. La LVZ indique un changement de densité du manteau, il devient plus ductile et donc déformable. La LVZ délimite la base de la lithosphère, on définit la notion de plaque lithosphérique. Conséquence de la distension sur les roches Elles cassent. [...]

[...] La remontée du manteau chaud va entraîner une modification de la structure thermique : bombement des isothermes. La fusion partielle des roches Les mécanismes de la fusion (modification de la T° et : Compression (augmentation P et T°) : - enfoncement des isothermes - épaississement de la lithosphère - plongement vers l'asthénosphère Distension (décompression) : - remontée des isothermes - amincissement de la lithosphère - remontée de l'asthénosphère La fusion peut se faire uniquement entre le solidus et le liquidus. [...]

[...] r om a n ïi a Variation de la température : recristallisation des minéraux. Variation de la pression : développement. + = développement d'une foliation Il existe deux types de métamorphisme : Le métamorphisme de contact (basse pression, haute température) : dû à l'intrusion d'un magma dans une séquence de roches froides. Le métamorphisme régional (haute pression, basse température) : dû à la remontée des isothermes ou à l'enfouissement des roches en profondeur dans les zones de la lithosphère affectée par la tectonique des plaques. [...]

[...] La Terre, machine thermique - Géodynamique, magmatisme et métamorphisme La Géodynamique interne La chaleur interne Chaleur primordiale 10 W : énergie cinétique lors de l'accrétion, chaleur de compression, énergie gravitationnelle du Fe et du Ni. Désintégration des isotopes radioactifs 3.2 W : désintégration croûte désintégration manteau W. + = W L'énergie interne est dissipée sous forme de chaleur. Diffusion de la chaleur On définit un gradient gradT = dT/dx (variation de T entre 2 profondeurs). Le flux de chaleur (quantité de chaleur traversant l'unité de surface par seconde) : J = KgradT où K = conductivité thermique (capacité du solide à propager les variations thermiques). [...]

[...] Des minéraux silicates vont cristalliser suivant un processus de cristallisation fractionnée : Les différents types de magmas : Le magmatisme basaltique : îles océaniques, au niveau des dorsales médioocéaniques > source manteau (46-51% SiO2) Le magmatisme andésitique : au niveau des zones de subduction > source manteau modifié par déshydratation (50-55% SiO2) Le magmatisme granitique : au niveau des zones de collision continentale > source croûte continentale (60-70% SiO2) Le métamorphisme Transformation des roches préexistantes sous l'effet de l'augmentation de la T°, amplifiée ou non par une augmentation de pression. Transformation due à la recristallisation de la roche, les minéraux sont transformés : > en minéraux néoformés et/ou recristallisés Se produit à l'état solide Développe une schistosité Provoque un changement d'aspect, mais non un changement de composition chimique Schistosité : structure feuilletée d'une roche. Ces feuillets marquent l'aplatissement de la roche schistosée, en général lors d'une phase de déformation. Foliation : structure en plans distincts des roches métamorphiques. FOLIATION ci . [...]