La convection

La convection thermique, un mode d'evacuation de la chaleur

Toutes ces sources de chaleur ont tendance a rechauffer l'interieur de la terre qui est elle-même plongée dans un environnement froid (la temperature moyenne du milieu interstellaire est de 3° K).

Comment évacuer cette chaleur ?

Pour évacuer de la chaleur, il existe principalement deux moyens : la diffusion et la convection.

La diffusion consiste à transporter la chaleur à travers un corps immobile,
La convection consiste à transporter de la chaleur en déplaçant de la matière froide vers la matière chaude et chaude vers la matière froide.

N.B. : voici un exemple de schéma qui pourrait apparaitre ici pour illustrer ces deux notions. Il est en format png, donc modifiable en utilisant n'importe quel bon logiciel de graphisme.

Comment la Terre solide peut-elle convecter ?

On observe des mouvements à la surface de la terre, la terre évacue donc sa chaleur par convection. Comment la terre solide peut-elle être animé de mouvement de convection ?

Les sources de chaleur en terre profonde crée des contraintes qui reste appliqué sur un temps très long (les parties chaudes tendent à remonter pour atteindre la surface, froide). Tout corps solide a un comportement qui évolue en fonction du temps durant lequel on lui applique une contrainte. Bien que parfaitement solide, il s'adapte lorsqu'il est sollicité par une contrainte aplliquée longtemps en se déformant d'une manière permanente.

Animation : Le glacier

2 Images de glacier prise à 50 ans d'écart. On observe l'écoulement du glacier.

Commentaire : Bien que parfaitement solide à l'échelle de la journée (on marche à sa surface), un glacier s'écoule le long des pentes des montagnes avec pour les plus rapides des vitesses de 1 mètre par jour.

De la même manière, la Terre a un comportement multiple au cours du temps :

aux courtes échelles de temps (inférieur à la centaine d'années), la Terre se comporte comme un solide élastique capable de transmettre les ondes sismiques de cisaillement.

aux échelles de temps plus grandes (de la centaine d'années au millions d'années), la Terre se comporte comme un fluide visqueux capable de s'écouler avec des vitesses allant du centimètre par an à la dizaine de centimètre par an. On dit qu'elle flue. Bien que solide, la Terre peut donc être brassée par des mouvements de matière car ceux-ci sont suffisamment lents pour permettre à la planète de se déformer et de s'adapter.

La convection terrestre

Animation La convection terrestre

A gauche, coupe de Terre, où on visualise la géométrie de la convection dans le manteau et dans le noyau. La partie droite de la page invite l'utilisateur a cliquer sur une couche. En fonction de la couche désignée apparaît un calque avec le texte suivant, accompagné de lacourbe de température qui se grise selon la partie sélectionnée, de la même façon que dans le module sismo:

La croûte : elle est la couche limite thermique supérieure de la convection mantellique. On y observe un gradient thermique constant.
Le manteau : L'ensemble du manteau est affecté de mouvements de convection qui permettent de transporter la chaleur de la frontière noyau-manteau à la surface. Ces mouvements de convection internes constituent le moteur du mouvement des plaques en surface. Les mouvements y sont de l'ordre de quelques centimètres par an.
Le noyau : Le noyau liquide de la Terre est lui aussi le siège de mouvements de matière. Ceux-ci sont plus rapides que dans le manteau (les vitesses sont de l'ordre de quelques kilomètres par an) et ont pour conséquence la génération du champ magnétique de la Terre.

quelque chose comme ça pour le profil de température

Quels sont les effets en surface des mouvements de convection ?