Quelles conséquences en fonction de la distance au

PLANETE TERRE
Leçon N°3: LE SYSTEME SOLAIRE
1 – LA FORMATION DES ETOILES
Du nuage interstellaire au Proto-Soleil, décrivez les processus mis en jeu dans les 4 stades.
Donnez leur durée.
2 – LA SEQUENCE DE CONDENSATION
2000
olivine
température (°K)
Qu’est ce qu’un refroidissement
adiabatique ? Décrivez la séquence
de condensation en suivant une
trajectoire adiabatique (flèche
noire). Quelles conséquences en
fonction de la distance au protosoleil pour la composition du
disque proto-planétaire ?
1500
réfractaires
feldspath
fer, nickel
1000
FeS
amphibole
FeO
500
serpentine
eau
-8
-6
-4
log P (bars)
-2
0
3 – ORGANISATION DU DISQUE D’ACCRETION AUTOUR DU PROTO-SOLEIL
Quels composants solides se forment en 1, 2, 3 et 4 ? Quels seront les domaines
respectifs des planètes telluriques et des planètes gazeuses ?
Retenir ce schéma pour l’interprétation de la composition des météorites carbonées
(Leçon 4)
vent coronal
1
vent rayons X
vent coronal
2
soleil
3
disque d'accrétion
4
RX faibles
anneau de
reconnection
region X-Ray
ligne de gel
4 – LES RADIOACTIVITES ETEINTES
Comment dater l’origine des grains dans le nuage pré-solaire ? Utiliser la radioactivité
éteinte 26Al  26Mg + e- + g (1.8 MeV, demi-vie : 0,72 Ma) sachant que 26Al/27Al = 5 10-5 ?
Tracez la courbe de variation de
26Al/27Al
en fonction du temps pour 4 demi-vies
5 – LA STRUCTURE INTERNE DES PLANETES TELLURIQUES
La structure interne des planètes
se déduit de leur densité globale.
Quelles causes pourraient
expliquer les différences
observées ?
mass (10 24 kg)
MERCURE
0.335
VENUS
4.87
TERRE
LUNE
MARS
JUPITER
5.98
0.074
densité kg dm-3
5.4
5.2
5.5
3.3
3.9
0.642
1900
atmosphère
silicate
metal
1.9
6 – EXPLIQUEZ LA COMPOSITION ISOTOPIQUE D/H DE LA TERRE
distance héliocentrique (AU)
40
16
7.5 4
1.5
H2
H2O / (D/H)
f=(D/H)
30
glace du milieu
interstellaire froid
argiles
grains
25
grains
20
LL3 chondrites
92
GLACE
15
10
5
0 3
10
GAZ
comètes
grains
TERRE
4
10
f
chondres
5
10
âge (en années)
6
10
7
10

D / H H 2O

D / H H 2
PLANETE TERRE
Leçon N°4: COMETES ET METEORITES
1 – COMPOSITION DE LA NEBULEUSE PRESOLAIRE
Pourquoi les teneurs sont-elles
rapportées à Si ? Comparez les
teneurs de Si et Zr. Qu’en
déduisez-vous quant à la
composition de la nébuleuse
pré-solaire ?
2 – LES RADIOACTIVITES ETEINTES
Anorthite: Si2Al2O8Ca
26Al

26Mg
+ e+ +  + g
t1/2 = 0.72  106 yrs  = 9.8  10-7/ yr.
Interprétez le diagramme ci-contre :
Même composition que l’anorthite: Si2Al2O8Ca
3 – VARIATIONS DES ISOTOPES DE L’OXYGENE (18O, 17O, 16O)
Calculez la pente des deux
courbes. A quoi est due cette
différence de pente ?
4 – LA COMPOSITION DES METEORITES, COMETES ET PLANETES
Reprendre les exercices de la
Leçon 3 sur la séquence de
condensation et la structure
du disque d’accrétion protoplanétaire.
A l’aide du graphe ci-contre
expliquez la place des
différents types de
météorites dans le disque
d’accrétion.
Que signifie l’association CAIchondrule-matrice carbonée
commune aux chondrite CI ?
1
10
ceinture
d'astéroïdes
HELIOSPHERE
1
Héliopause
Neptune
Pluton
Saturne
Jupiter
Mars
Terre
Soleil
5 – SYSTEME SOLAIRE, MILIEU INTERSTELLAIRE
ceinture
de Kuiper
2
10
-centaure
nuage de Van Oort
10
3
10 4
LIMITE CHOC
VENT SOLAIRE
10 5
10 6
AU
MILIEU INTERSTELLAIRE
Les distances sont mesurées en unités astronomiques (AU). Combien de km
dans 1 AU ?
- Définissez l’héliopause et le choc du vent solaire.
- Que représente le nuage de Van Oort ?
6 – LES DIFFERENTS TYPES DE METEORITES
CHONDRITES : 85%
ACHONDRITES :
10%
METEORITES
DE FER 3.5%
METEORITES PIERRE-FER : 1.5%
Donnez la définition
des différents types
de météorites
(recherche internet
aisée).
7 – EXPLIQUER LES DIFFERENCES ENTRE CES CHONDRULES
7 – LA FORMATION DES CHONDRITES
poussières dans
le gaz interstellaire
gaz et particules résiduelles
dans la partie interne de la
nébuleuse pré-solaire
chauffage et
évaporation
fusion par chauffage brutal
production de chondrules
mélange de poussières
et gaz non chauffés.
recondensation des
éléments volatils
CAI's séparées du gaz
collisions
irradiations?
chondrules
matrice
carbonée
Ca-Al inclusions (CAI's)
corps chondritique parental
métamorphisme et brèchiation
par collisions et chauffage
météorite chondritique
A l’aide de ce schéma, expliquez
comment la composition
complexe de chondrites est
acquise.
PLANETE TERRE
Leçon N°5: LA TERRE PRIMITIVE HADEEN
1 – LA FORMATION DU NOYAU
Comment utilise-t-on les valeurs
de eW pour mesurer le temps
nécessaire à la différenciation du
noyau ?

w  


182


W /184W


 182W /184W
W / W s tan dard
echantillon
182
184

s tan dard

4
  10

2 – L’OCEAN MAGMATIQUE GENERALISE
Le stade de l’océan
magmatique généralisé est
admis maintenant sur la base
de la distribution isotopique
Hf/W et Sm/Nd. Quelles
étaient les sources de chaleur
durant la période d’accrétion
de la Terre ? Comment cette
chaleur était-elle évacuée
vers le cosmos (utiliser les 2
schémas ci-contre) ?
3 – LE CHRONOMETRE Sm/Nd
146Sm
142Nd + a2+ + v , demi-vie: 103 Ma.
En combien de temps la teneur en 146Sm devient-elle égale à 5% de
la teneur initiale ?
4 – DUREE DE L’OCEAN MAGMATIQUE GENERALISE
Nd se concentre dans les magmas tandis que Sm « préfère » les
silicates solides. Les chondrites CI qui représentent la composition de
la Terre primitive sont moins riches en 142Nd que les roches
magmatiques venant de la fusion partielle du manteau supérieur (écart
de 20 10-5). Expliquez l’origine de cette différence.
5 – LA CRATERISATION DE LA LUNE
L’âge relatif des surfaces de la
Lune dépend de l’histoire de
la cratérisation.
1) Pourquoi la cratérisation
est-elle plus intense sur
les « highlands » ?
2) Quel est le plus grand
cratère (ou bassin) visible
sur la Lune ?
3) A quel moment se sont
formés les « mare » ?
6 – LE PROBLEME DU FER
Les différents types de chondrites (voir
Leçon 4) ont des compositions distinctes
dans le système fer combiné – fer
métallique. Que déduit-on du graphique cicontre ?
7 – LA CROÛTE DE LA LUNE
Quel processus conduit à
la formation de la croûte
anorthositique et aux
cumulats pyroxéniques ?
Comment sit-on que ces
cumulats que l’on ne voit
pas à la surface de la Lune
existent en profondeur ?
croûte anorthositique
océan magmatique
manteau inférieur
basaltes riches en Ti
basaltes KREEP
gabbros etanorthosities
cumulats pyroxéniques