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Formation et différenciation de la Terre - une approche de mécanique des fluides expérimentale

Renaud Deguen (LGLTPE UCBL)
When Feb 08, 2016
from 11:00 AM to 12:00 PM
Where Amphi. Schrödinger
Attendees Renaud Deguen
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La Terre s'est formée il y a environ 4.5 Gy par l'accrétion de corps pour la plupart déjà massifs (~100-1000 km de diamètre), constitués majoritairement de fer et de roches silicatées. Le fer et les silicates – immiscibles – apportés par l'accrétion se sont rapidement séparés pour former le noyau et le manteau terrestre. Les conditions initiales de la planète (température et composition du manteau et du noyau) et l'interprétation de chronomètres géochimiques (permettant notamment d'estimer l'âge de la Terre) dépendent de manière critique des échanges de chaleur et d'éléments qui ont pu avoir lieu entre le métal et la roche en fusion au cours de ces épisodes de séparation de phases. Un sous problème clef concerne l'évolution et la fragmentation de grand volumes de fer lors de leurs migration à travers une portion fondue du manteau terrestre après chaque impact. Ce problème a pour l'instant été approché essentiellement via des simulations numériques qui permettent de modéliser correctement les grandes échelles, mais, pour des raisons de coût numérique, sont incapable de résoudre les petites échelles auxquelles les transferts chimiques et thermique peuvent avoir lieu, et ne permettent pour l'instant pas de modéliser la turbulence, qui ici joue probablement un rôle clef. Nous montrerons comment l'utilisation d'expériences de mécanique des fluides permettent d'atteindre des conditions dynamiques beaucoup plus pertinentes, et permettent de proposer des modèles simples prédisant les échanges d'éléments et de chaleur entre métal et silicates après chaque impact.

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