Fiche de révision : Mécanismes de transferts thermiques

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.