Convection and thermal evolution of the Earth
L’objectif de ce cours est de montrer comment les principes physiques du transfert de chaleur peuvent s’appliquer à l’intérieur de la Terre et des planètes pour étudier leur structure thermique, leur dynamique et leur évolution.
Transport de chaleur conductif
- Rappels sur la loi de Fourier et l’équation de la conduction de la chaleur.
- Solutions stationnaires et modèles simplistes de Terre.
- Refroidissement d’un demi-espace infini et structure thermique de la lithosphère océanique.
- Conduction dans la lithosphère continentale.
- Perte de chaleur totale de la Terre.
Convection thermique dans les manteau planétaires
- Rappel des équations de conservation.
- Nombre Rayleigh par analyse aux dimensions.
- Stabilité linéaire pour le démarrage de la convection de Rayleigh-Bénard.
- Convection d’amplitude finie. Mise à l’échelle du transfert de chaleur par la convection.
Évolution thermique de la Terre et des planètes telluriques
- Contraintes sur la structure thermique de la Terre primitive.
- Modèles paramétrés d’évolution thermique utilisant des lois d’échelles de la convection dans le manteau.
- Notions sur la thermodynamique du noyau et évolution couplée noyau-manteau.