Origine des enveloppes planetaires
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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.univbrest.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-dagregationsvtsv-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/LOMadakites.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.univbrest.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.
