4 L'apport des études thermiques à la connaissance du globe terrestre

Il est possible de mesurer l’augmentation de chaleur avec la profondeur dans les premiers kilomètres de la croûte terrestre grâce aux forages. On a ainsi mesuré un gradient géothermique de 30 °C par kilomètre. On appelle « gradient géothermique » ou « gradient de température », le taux d’augmentation de la température dans le sous-sol au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la surface. Dans la croûte terrestre ce gradient est régulier.

Concernant le manteau, le gradient varie en fonction de la profondeur. Les variations de température dans une même couche sont détectées grâce aux variations de la vitesse de circulation des ondes sismiques. On peut modéliser la variation de température en fonction de la profondeur sous la forme d’une courbe appelée « géotherme ». 

La pente de cette courbe exprime la nature du gradient de température. Un gradient peut être fort ou faible selon le taux d’augmentation.

Si la pente du géotherme est forte cela signifie qu’au fur et à mesure que l’on s’enfonce l’augmentation de température est faible : on parle donc d’un « faible gradient de température».

Par contre si la pente du géotherme est faible, ceci indique qu’au fur et à mesure que l’on s’enfonce, il y a une très forte augmentation de température : on parle alors de « fort gradient de température».

Les deux gradients :



©RS.2019

 

Les deux sortes de gradients traduisent deux modes d’évacuation de la chaleur différents. 

Quand un gradient est faible (comme dans le manteau) cela signifie que même si l’on s’enfonce profondément, la température est quasiment toujours la même : la chaleur a donc été bien répartie dans l’ensemble de la couche de roche concernée. 

Quand un gradient est fort (comme dans la croûte), cela signifie qu’en s’enfonçant on rencontre de la roche de plus en plus chaude : la chaleur a été mal répartie dans la couche de roche concernée

Un gradient faible traduit donc un transfert d’énergie efficace et un gradient fort un transfert d’énergie moins efficace.

Dans le manteau nous allons observer des déplacements de matière chaude de la base du manteau vers le sommet de celui-ci : on parle de convection. Les masses de matière chaude vont buter sous la lithosphère froide : il y aura alors transfert d’énergie par conduction entre la matière circulante ductile et chaude du manteau et la lithosphère fixe, rigide et froide avec laquelle elle est en contact.

Géotherme terrestre et transferts de chaleur :

L'apport des études thermiques à la connaissance du globe - SVT - TERRE 1ère #4 - Mathrix

Date de dernière mise à jour : 08/06/2021