Origine des enveloppes planetaires

Origines des enveloppes planétaires
Emmanuelle BOUTONNET
Bibliographie :
Livres :
 De la Pierre à l’Etoile - Atmosphère, Hydrosphère
 Géologie Isotopique – Datation
 L’environnement de la Terre primitive - Croûte continentale, atmosphère
- Géologie de la croûte océanique - Formation de la croûte océanique
Site Web :
- http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=v%C3%A9nus+couvercle+stagnant+dur%C3
%A9e+vie&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fpagepers
o.univ-
brest.fr%2F~grigne%2FCOURS%2FL3STU_Planeto_5.pdf&ei=uRCRT6eCE8SohAf
nyfkh&usg=AFQjCNHYlSe5XPr5a_XbPqMjAUYpbc2Yjg
-
- http://tristan.ferroir.free.fr/index.php/2009/03/10/correction-decrit-blanc-dagregation-
svtsv-stu-origine-et-originalites-de-la-planete-terre/
- http://tristan.ferroir.free.fr/index.php/tag/formation-des-enveloppes-terrestres/
- http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-
adakites.xml

PLAN DETAILLE.
ORIGINE DES ENVELOPPES PLANETAIRES
Introduction :
- Accroche :
Deux scénarios sont proposés pour la formation de la Terre : l’accrétion homogène et
l’accrétion hétérogène. Description des différents types de planètes : telluriques (roches) /
gazeuses (roches+ glace+ gaz) => schémas système solaire.
- Annonce du sujet et limitations :
Problématiques : Comment à partir d’une Terre homogène peut-on former des enveloppes
différenciées? Quels sont les grands mécanismes qui permettent cette différenciation? Les
enveloppes ont elles évolué au cours des temps géologiques au moins dans leur grandes
lignes? Est-ce que les planètes du SS ont la même structure (enveloppes concentriques) ? Si
non, est-ce en rapport avec leur origine ?
Limitations du sujet : il existe une infinité de planètes dans l’univers, mais nous nous
cantonnerons à parler des planètes du système solaire car ce sont les planètes les plus
connues, et les mieux étudiées. On fera aussi beaucoup de références à la planète Terre, même
si c’est un cas particulier, car sa structure est mieux connue que celles des autres planètes.
- Annonce du plan :
I – LA FORMATION DES ENVELOPPES SOLIDES INTERNES
A – De la planète homogène à la dualité noyau –manteau.
- chondrites indifférenciées = 20-30% de Fe métal + 70-80% de silicates
- même composition globale que Terre, calcul composition du noyau terrestre
- météorites différenciées (sidérites, pallasites, etc) = processus de ségrégation chimique
= > formation des couches concentriques de la Terre.
B – Formation du noyau et du manteau terrestre
- accrétion terrestre, chaleur accrétion & rad* =chauffe, fusion partielle proto-terre
- différenciation, migration fer vers le centre centre – faire schémas
- Tiroir : Couple Hf/W : noyau formé à environ 30 Ma
- graine se forme par cristallisation sous pression
C – Les différences chimiques des planètes du système solaire
- schémas du SS : internes = telluriques ; externes = gaz+ roches+ glace. Pq ?
- proto- système solaire avec gradient de température par rapport au soleil. T de
condensation des différentes phases : Fe, Si, H2O, CH4
- planètes telluriques = Si, Fe condensent ; planètes gazeuses = Si+ Fe + glace.

II – LA FORMATION DES CROUTES
A – Formation de la croûte primitive basaltique
- Formation de la croûte primitive : océan de magma cristallise = croûte basalte
- Sur les autres planètes (telluriques) : Vénus, Mars, Mercure, (la Lune) = surface
essentiellement composée de basaltes. Mercure = probablement issu de la croûte
primitive.
- Mars, Vénus, la Terre = surface jeune (peu de cratères), structures tectoniques et/ ou
volcaniques = croûte est remaniée
B – Les modifications ultérieures de l’écorce terrestre.
- CO terrestre = fusion partielles aux dorsales (schémas). Conséquence : manteau
supérieur appauvri vs. manteau inférieur enrichi. CC = Zones de subduction actuelles,
Fusion partielle (FP) manteau, différenciation, recyclage par FP croûte continentale.
- tiroir : croûte archéenne = gradient géothermique élevé – komatiite = fusion manteau
HT, FP manteau = CO basalte, subd = amphibolite grenats, TTG = fusion CO
basaltique à faible profondeur.
C – Comparaison avec les planètes (telluriques) du système solaire.
- Pas de tectonique des plaques (=failles, dichotomie altitudes) bien marquée ailleurs.
- Cas de Vénus : volcanisme intense, surface figée, mais assez jeune = modèle
couvercle stagnant avec renouvellement tous les 500-800 Ma.
- Cas de Mars : il y a eu un peu de tectonique (rift de Valles Marineris), et de
volcanisme (Olympus Mons), mais mort actuellement car planète petite se refroidit.
PS : + d’infos sur :
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&q=v%C3%A9nus+couvercle+stagnant+dur%C3%A9e+
vie&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fpageperso.univ-
brest.fr%2F~grigne%2FCOURS%2FL3STU_Planeto_5.pdf&ei=uRCRT6eCE8SohAfnyfkh&
usg=AFQjCNHYlSe5XPr5a_XbPqMjAUYpbc2Yjg
III – LA FORMATION DES ENVELOPPES FLUIDES
A – La formation de enveloppes fluides primitives des planètes telluriques.
- dégazage du manteau = atm riche en CO2, H2O, CH4, N2 et NH3 = composition gaz
manteau (popping-rock)
- dégazage affecte que manteau supérieur => Terre manteau sup / manteau inférieur.
- Sur Terre : dégazage manteau => H2O, condensation quasi-immédiate = océans. Cas
sur Mars aussi ? Eau liquide à la surface prouvée.
B – Evolution des atmosphères des planètes telluriques
- Cas de la Terre : CO2 piégé par les carbonates, H2O condensé. Reste N2 (75%) et O2
(24%) produit lors de l’apparition de la vie
- Cas de Vénus : même masse que la Terre. H2O disparaît (pas dans le manteau, très peu
dans l’atmosphère), reste CO2, CH4, N2 = atmosphère très dense = effet de serre.
- Cas de Mars (et de Mercure) : masse plus faible = les gaz s’échappent peu à peu.
Atmosphère très peu dense.

C – La formation des enveloppes gazeuses des planètes géantes
- Cas des planètes géantes : atmosphère composée de H et H2 = atmosphère primitive
- Histoire du SS = lors de l’allumage du soleil créé un vent solaire qui chasse les gaz
vers l’extérieur du SS, sauf si ceux-ci sont retenus par des planètes massives. C’est le
cas de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Conclusion :
Ouverture 1 : Biosphère = pellicule très superficielle. Apparition de la vie sur Terre ? Théorie
endogène (soupe abiotique terrestre) ou théorie extra-terrestre. Chondrites carbonées
primitives = apport éléments carbonés & volatils.
Ouverture 2 : Satellites de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto) = effet de marées.