Dynamique des enveloppes terrestres

Dynamique des enveloppes terrestres
Partie 1 : Introduction
La voie lactée :
• environ 250 milliards d'étoiles
• la voie lactée de la Terre est assez étendue!
Quelles sont les forces qui régissent les lois physique de notre
univers?
• La gravité
• La force électro-magnétique (régit les électrons et les protons)
• La force nucléaire forte
• La force nucléaire faible
→ ce sont les 4 forces qui régissent notre univers
pourquoi avons nous un Soleil unique et des planètes?
• À cause du hasard!
• Les planètes du système solaire viennent de la nébuleuse proto-
solaire
• Il y a 4,6 Ma la gravité joue un rôle d'agrégation de la matière :
Le Soleil naît
• 1) la rotation du système solaire est nulle ou très faible :
• quelle est la force principale qui contrôle
le mouvement des planètes autour du Soleil ?

• Pourquoi toutes les planètes du système
solaire sont dans un plan écliptique?
• 2) Si le moment angulaire du S.S est faible. La matière se
condense en un disque relativement plat. Cf schéma!
• 3) Si le moment angulaire est fort. La matière se condense en
un système de double étoile.
• Au moment de sa formation, la Terre emmagasine de l'énergie.
Évolution de notre système solaire : migration de la matière en un disque
relativement plat
• la nébuleuse proto-solaire voit sa vitesse de rotation
augmentée + augmentation des chocs
• créations d'anneaux de matières et de corps (les
planètésimaux)
• la collision des planètésimaux entraîne un phénomène
d'accrétion, et donc les planètes naissent. Le phénomène d'accrétion
s'accompagne d'une augmentation de la température. Zonation thermique
dans les anneaux.
• Le phénomène d'accrétion s'acompagne d'une augmentation de
la température. Il y a une zonation théorique des anneaux.
• La chaleure va vouloir sortir => Dégasage par une mer de lave,
cela va mettre en place une atmosphère. La désintégration radioactive se
produit dans la planète et va participer à l'augmentation de la chaleure
interne.
Organisation de notre système solaire:
• les planètes telluriques : Mercure, Venus, Terre, Mars
• les planètes géantes (ou gazeuses) : Jupiter, Saturne, Uranus,
Neptune

• et le reste : Pluton et une barrière d'astéroïdes située entre
Mars et Jupiter
Le plus grand volcan : Mont Olympe (Mars) = 24km
Vénus = Planète soeur de la Terre mais avec des T° différentes. Il y a une tectonique
des plaques. Il y en a eu sur Mars mais maintenant l'énergie thermique interne est
trop faible.
L'avenir de notre système solaire :
• a très long terme → la mort du Soleil
• a moyen terme → la Terre aura brûlé toute son énergie interne
• a court terme → l'homme est une espèce particulière qui
n'évolue plus dans les conditions naturelles de la planète Terre.
La Terre et sa structure :
⁃ La Terre est une planète thermiquement active
⁃ la densité de la Terre diminue avec la profondeur :
stratification en densité => Formation d'un noyau. L'atmosphère est
formé avant le noyau car le dégazage a lieu avant le refroidissement.
⁃ L'atmosphère est différencié avec des océans et des
continents. Il y a un couplage atmosphère/Biosphère.
⁃ Quelle va être la première conséquence structurelle du
refroidissement de la Terre?En se refroidissant la Terre va se
différencier en atmosphère (océan et continent) et en géosphère
Origine de l'atmosphère : Dû au dégazage
⁃ l'atmosphère terrestre actuelle est essentiellement composée
d'azote, d'oxygène et d'hydrogène, chlore, soufre et carbone...
⁃ Elle est resté sur la Terre car elle possède un champ de gravité :
g = (G.M)/r²

⁃ Pour vaincre ce champ, une particule doit avoir une vitesse
telle que son énergie cinétique soit supérieure à la force d'attraction terrestre
: Vlib = √(2GM/r)
⁃ Sur Terre : Vlib = 11,2 km/s > Mars > Mercure > Lune.
⁃ La vitesse vient de :
• la température : V² = (2kT)/m (k=constante, m=masse,
T=température), la vitesse moyenne de vibration des molécules est en
moyenne comprise entre 3 et 5 km/s
• les isotopes des gaz rares (hélium, argon, néon, xénon) ont
provoqué la création de l'atmosphère
• l'atmosphère terrestre ne provient pas de la nébuleuse solaire
primitive, mais de l'intérieur de la Terre, avec un dégazage.
La géosphère : ce terme regroupe l'ensemble des enveloppes « solides » de la
planète Terre (croûte, manteau, noyau) avec une densité croissante vers le centre,
au centre de la planète le principal élément est le fer.
Les minéraux terrestres : dans quel état thermique la Terre était lors de la
différenciation ?
• accrétion hétérogène : implique une condensation des éléments
lourds en priorité. Donc synthèse thermique « froid »
• ou
• accrétion homogène : implique un système Haute-Température.
Phénomène de différenciation. On est dans ce cas la pour la Terre.
⁃ La Terre primitive s’est formée par condensation et accrétion
des gaz et poussières de la nébuleuse protosolaire: Elle a donc la même
composition chimique que le soleil à l’exception des gaz (planètes telluriques
trop peu massives). Le soleil outre hydrogène et hélium, contient
essentiellement Si, O, Mg, Fe, S, Al et Ca : Composition des météorites
chondritiques.
⁃ La nature des éléments constituants les planètes dépendent :

⁃ de la chimie de la nébuleuse (gaz)
⁃ de la T° (distance / Proto-étoile)
⁃ Les silicates: La base de la structure minérale des roches du
globe terrestre
→ La composition des minéraux sur Terre n’est donc pas un hasard....
Différentes densités : 1 : eau ; 2-3-4 : Sédimentaires ; 5-6 : Minerais (Fer = 7)
On détermine les densités via la masse volumique
Modèle thermiques et pression :