La dynamique interne de la Terre : Gradient géothermique, conduction et convection
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La dynamique interne de la Terre : Gradient géothermique, conduction et convection
Ce cours explique comment la chaleur interne de la Terre se transmet par conduction et convection en fonction du gradient géothermique.
Objectifs du cours
- Comprendre le concept de gradient géothermique.
- Différencier conduction et convection comme modes de transfert thermique.
- Analyser leur rôle dans la dynamique interne de la Terre.
Notions clés
- Gradient géothermique : variation de température en fonction de la profondeur, généralement exprimée en °C/km.
- Conduction : transfert thermique par contact direct, sans déplacement de matière.
- Convection : transfert de chaleur par déplacement de fluides (magma, roches en mouvement).
Exemples résolus
1. Calcul du gradient géothermique
Si la température à la surface est de 15°C et celle à 50 km de profondeur est de 1250°C, quel est le gradient géothermique ?
Voir la solution
Calcul : \[ \text{Gradient} = \frac{\Delta T}{\Delta d} = \frac{1250 - 15}{50} = \frac{1235}{50} = 24,7\,°C/km \] Ce gradient indique que la température augmente en moyenne de 24,7°C pour chaque kilomètre en profondeur.
2. Mode de transfert thermique dominant
Dans la croûte terrestre, entre la surface et 100 km, quelle méthode de transfert est la plus efficace ?
Voir la réponse
La conduction est dominante dans la croûte, car le mouvement de magma est limité à cette profondeur. Au-delà, la convection devient prédominante.
Étapes de réflexion pour un transfert thermique
Identifier la zone (croûte, manteau, noyau).
Déterminer le gradient géothermique en profondeur.
Comparer la capacité de conduction vs convection dans cette zone.
Erreurs fréquentes à éviter
Récapitulatif
Gradient géothermique
Variation de température avec la profondeur, en °C/km.
Conduction
Transfert thermique sans déplacement de matière.
Convection
Transfert thermique par mouvement de fluides dans la Terre.