Contribution a l'etude du refroidissement de la terre

Contribution to the study of the cooling of the earth

• Auteur / Autrice : Stéphane Labrosse
• Direction : Jean-Paul Poirier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le manteau et le noyau de la terre ont des echelles de temps caracteristiques tres differentes et l'evolution thermique du systeme couple est controlee par l'echelle de temps de la convection dans le manteau. Un modele de refroidissement de la terre a ete construit dans lequel la conservation de l'energie est utilisee sous forme integrale pour le noyau et le manteau et les deux ensembles sont couples. Pour parametriser la convection dans le manteau, un modele numerique de convection avec chauffage par le bas et en volume a ete utilise. Les relations de parametrisation obtenues en geometrie cartesienne ont pu etre extrapolees a la geometrie spherique et le modele de transfert de chaleur ainsi construit a ete couple au modele de refroidissement du noyau. Dans celui-ci, la conservation globale de l'energie permet de calculer le taux de croissance de la graine a chaque pas de temps et la taille actuelle de la graine est la contrainte principale sur le modele. Pour satisfaire a cette contrainte, la temperature initiale au centre de la terre doit etre adaptee et il semble etabli que l'age de la graine peut difficilement exceder deux milliards d'annees. Par ailleurs, il a pu etre observe qu'un modele de convection a une couche pour le manteau ne pouvait satisfaire la contrainte du flux de chaleur actuel a la surface, a moins de prescrire des concentrations en elements radioactifs tres superieures a celle donnees par la geochimie. D'autre part, il est possible que, du fait de la grande conductivite thermique du noyau, le flux de chaleur a la frontiere noyau-manteau soit inferieur au flux de chaleur conduit le long du gradient adiabatique dans le noyau. Dans ce cas, il est propose qu'une couche peut se developper en haut du noyau dans laquelle la chaleur est transportee par conduction plutot que par convection. La couche conductive obtenue peut atteindre une epaisseur de 600 km et son role sur la dynamique du noyau peut etre tres important.