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Les cellules de convection



  1. #1
    malumorose

    Red face Les cellules de convection


    ------

    bonjour
    j'ai du mal à comprendre le role de la géothermie dans les mouvements horizontaux de lithosphere. en effet, on étudie et met en evidence grace au gradient geothermique, les cellules de convection dans le manteau du globe terrestre (moidele à une et deux couches)
    mais deja j'ai une question : grace à la tomographie, on met en evidence les mouvements de subduction (plaque froide qui plonge) et les panaches qui remontent à l'aplomb des dorsales : ces mouvements (plongement froids + remontée de magma) sont ils conçus comme des cellules de convections ?
    d'autre part, en quoi les cellules de convection sont-elles responsables des mouvements horizontaux de lithosphere ? en effet, on me dit que 50 % de ces mouvements sont dus à la traction des panneaux plongeants ... mais je ne vois pas le rapport avec les cellules de convection ...
    en un mot, la covection est elle responsable des mouvements de lithosphere ?

    merci d'avance
    j'espere que ce que j'ai écris n'est pas trop confus ...

    -----

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  3. #2
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par malumorose
    mais deja j'ai une question : grace à la tomographie, on met en evidence les mouvements de subduction (plaque froide qui plonge) et les panaches qui remontent à l'aplomb des dorsales : ces mouvements (plongement froids + remontée de magma) sont ils conçus comme des cellules de convections ?
    je comprends pas ce que tu veux dire. Tu veux savoir si la plaque subduite et les dorsales sont liées pas la convection
    Citation Envoyé par malumorose
    d'autre part, en quoi les cellules de convection sont-elles responsables des mouvements horizontaux de lithosphere ? en effet, on me dit que 50 % de ces mouvements sont dus à la traction des panneaux plongeants ... mais je ne vois pas le rapport avec les cellules de convection ...
    en un mot, la covection est elle responsable des mouvements de lithosphere ?

    merci d'avance
    j'espere que ce que j'ai écris n'est pas trop confus ...
    Et bien c'est une bonne question mais si les panneaux plongent c'est par ce qu'ils sont sur une sorte de tapis roulant qui les amenent contre une autre litosphere et la avec les différences de densité ....bref la subduction. La convection c'est par exemple ce qui amainçit une plaque et génère un rift qui va ensuite pousser les 2 parties de litosphère qu'il a séparé en creant du plancher océanique. Maintenant c'est rai que le panneau plongeant doit attirer la plaque mais je suis étonné qu'il soir responsable de 50% du mouvement de la litosphere ; ça me parait être trop

  4. #3
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par malumorose
    mais deja j'ai une question : grace à la tomographie, on met en evidence les mouvements de subduction (plaque froide qui plonge) et les panaches qui remontent à l'aplomb des dorsales : ces mouvements (plongement froids + remontée de magma) sont ils conçus comme des cellules de convections ?
    je comprends pas ce que tu veux dire. Tu veux savoir si la plaque subduite et les dorsales sont liées pas la convection
    Citation Envoyé par malumorose
    d'autre part, en quoi les cellules de convection sont-elles responsables des mouvements horizontaux de lithosphere ? en effet, on me dit que 50 % de ces mouvements sont dus à la traction des panneaux plongeants ... mais je ne vois pas le rapport avec les cellules de convection ...
    en un mot, la covection est elle responsable des mouvements de lithosphere ?

    merci d'avance
    j'espere que ce que j'ai écris n'est pas trop confus ...
    La tectonique des plaques est un phénomène directement lié a la convetion mantellique (quelque soit le modèle admis : simple ou double convection).Ces cellules de convection permettent déja d'expliquer les divergences de plaques et ensuite la subduction ainsi que les failles décrochantes qui decallent 2 plaques.
    Certes la plaque subduite doit avoir un role de moteur de la tectonique mais il me semble trés peu probable que ce panneau plongeant soit a 50% le moteur de la subduction
    Toutes la dérives des continents est batie sur ces cellules sinon comment expliquer que la Pangée se soit fracturée.
    Si tu prends les Alpes ; comment expliquer l'ouverture d'un océan puis par la suiteune collision entre 2 plaques si ce n'est par un changement de rotation de cellules de convection . Sur la même zone générer une divergence puis une convergence n'est possible que si la rotation est inversée
    Voila ce qui me semble répondre a ta question du moins je l'espere
    mais précise moi quand même tes sources pour le 50% car ça me semble démesurement grand.

  5. #4
    malumorose

    Re : les cellules de convection

    merci beaucoup...
    oui, ma question etait de savoir en quoi la plaque subduite est liée a la subduction ...

    sinon, mes sources, c'est mon prof, et malhheureusement, il n'y a pas que ça qui n'est pas juste et ou pas comprehensible ds le cours :'(.. mais en fait comment les cellules de convection sont responsables des mouvements de divergence: est ce par couplage avec la lvz, et il y aurait alors des frottements importantes qui entraineraient les plaques au dessus ?
    en tous cas, merci pour ces explications !

  6. #5
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    Une cellule de convection si tu veux ça se met en marche
    afin d'évacuer la chaleur interne de la Terre . Pour être stable
    la Terre doit évacuer sa chaleur et pour cela elle utilise la conduction (propagation de la chaleur par "contact" comme une barre de fer dont tu immerge le bout dans du feu-> toute la barre de vient chaude) et par convection : c'est le contraste de densité qui crée ses cellules : une particule gagne en chaleur ds le manteau inferieur et de ce fait augmente son volume elle va donc remonter(principe physique) mais en remontant le gradiant Thermique diminue donc elle va se refroidir et une fois au sommet de cette cellule va devenir tellemtn dense qu'elle va replonger ....c'est un cercle continue que tu peux observer ...........dans ta casserole avec de l'eau. Tu as compris le principe?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Prolagus

    Re : les cellules de convection

    Toutefois, la plaque plonge 'spontanément'. En somme, elle initie sa propre subduction une fois qu'elle se retrouve trop éloignée (grâce à la convection, voui) de l'anomalie thermique de la dorsale : contraction thermique > différence de densité > rupture de la marge > initiation de la subduction.

    Quant à l'inversion des cellules de convection pour expliquer l'alternance répétée océanisation / suture, je n'en ai pas entendu parler, au détriment du modèle lié aux cycles de Wilson (horizontalisme + verticalisme). Grosso modo, mouvements contrôlés par les déformations lithosphériques liées aux différentiels de densité, de thermicité, bref de banales forces horizontales et verticales.
    L'océanisation comme conséquence logique d'une collision, et inversement la suture conséquence logique d'une océanisation poussée...

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  10. #7
    malumorose

    Re : les cellules de convection

    oui, d'accord, j'ai mieux compris ! mais donc la cellule de convection permet des mouvements de chaleur ... d'accord ... mais ds mon cours elle est la cause des mouvements horizontaux des plaques au dessus, et j'ai vraiment du mal à faire le lien ...

  11. #8
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    je t'ai fait un shémas simplifié pour ces cellules de convection
    tu y verras la relation entre convection mantellique et tectonique
    des plaques
    Images attachées Images attachées

  12. #9
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    ca donne ensuite
    Images attachées Images attachées

  13. #10
    Prolagus

    Re : les cellules de convection

    3 questions concernant ces schémas :

    - elle devient quoi la matière qui 'disparaît' au niveau du rifting ?

    - il se passe quoi de l'autre côté du globe pendant ce temps ? (à moins de supposer que la Terre enfle )

    - une cellule de convection étant un phénomène en 3 dimensions, comment pourrait-on envisager une inversion avec éventuellement fermeture du rift/océan ? (avec descente de matière froide au milieu, plouf)
    Péteux de caillasse en exil.

  14. #11
    DonPanic

    Re : les cellules de convection

    Slu
    Citation Envoyé par Prolagus
    Toutefois, la plaque plonge 'spontanément'. En somme, elle initie sa propre subduction une fois qu'elle se retrouve trop éloignée (grâce à la convection, voui) de l'anomalie thermique de la dorsale : contraction thermique > différence de densité > rupture de la marge > initiation de la subduction.
    La plaque n'iinitie pas grand chose, elle se contente d'obéir au principe d'Archimède.
    Il y a un étrange débat, en particulier chez les enseignants, autour de la subduction comme "moteur" de la tectonique de plaque, avec l'image de la partie hors table de la nappe qui effectuerait une traction sur le reste de la nappe, idée fausse et ultrasimpliste, une plaque lithique ne peut avoir la cohésion d'un bout de tissus.
    Avant de se lancer dans de grands débats théoriques, vaut mieux observer comment se comporte une bouillie pour bébé ou du porridge dans une casserole. C'est plein d'enseignement.

    Citation Envoyé par Prolagus
    - une cellule de convection étant un phénomène en 3 dimensions, comment pourrait-on envisager une inversion avec éventuellement fermeture du rift/océan ? (avec descente de matière froide au milieu, plouf
    Une des hypothèse envisagée est un cycle dû à la présence de vastes plaques continentales formant isolant thermique, et la chaleur accumulée par dessous initierait des perturbations, puis des inversions des cellules convectives.

  15. #12
    Bentwo

    Talking Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par Prolagus
    3 questions concernant ces schémas :

    - elle devient quoi la matière qui 'disparaît' au niveau du rifting ?

    - il se passe quoi de l'autre côté du globe pendant ce temps ? (à moins de supposer que la Terre enfle )

    - une cellule de convection étant un phénomène en 3 dimensions, comment pourrait-on envisager une inversion avec éventuellement fermeture du rift/océan ? (avec descente de matière froide au milieu, plouf)
    Aucune matière ne disparaît au niveau du rift ; ce rift résulte d'une contrainte tectonique extensive due a la convection mantellique , le glissement gravitaire de la plaque et la traction de la plaque subduite-> qui dit complexe extensif dit blocs basculés......
    De l'autre côté du globe il se passe subduction mais il n'était pas nécéssaire de le faire figurer histoire de ne pas surcharger le shémas
    Quand a l'inversion des cellules de convection je ne peux l'expliquer mais j'emets l'hypothèse de ce phénomène qui a deja été soulevé et que Don panic a expliqué
    Voili voilou

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  17. #13
    Yves2

    Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par DonPanic
    Slu

    Il y a un étrange débat, en particulier chez les enseignants, autour de la subduction comme "moteur" de la tectonique de plaque, avec l'image de la partie hors table de la nappe qui effectuerait une traction sur le reste de la nappe, idée fausse et ultrasimpliste, une plaque lithique ne peut avoir la cohésion d'un bout de tissus.
    Avant de se lancer dans de grands débats théoriques, vaut mieux observer comment se comporte une bouillie pour bébé ou du porridge dans une casserole. C'est plein d'enseignement.


    Une des hypothèse envisagée est un cycle dû à la présence de vastes plaques continentales formant isolant thermique, et la chaleur accumulée par dessous initierait des perturbations, puis des inversions des cellules convectives.
    Salut DonPanic,
    Je me permets d'intervenir par ce que je contrairement à ce que tu dis, il ne s'agit pas d'un "étrange débat entre enseignants". J'ai beau regarder mon porridge, je n'y vois pas d'analogie avec une croute océanique. Une plaque océanique a une epaisseur elastique non négligeable, y a qu'à regarder la déflexion par surcharge que l'on constate (et c'est d'ailleurs une assez jolie observation !) par exemple a Hawaï (ou alors le "bulge" des plaques subductant avec un fort angle). Qu'elle arrive à la rupture à un moment ou à un autre pendant sa descente, je ne dis pas, le slab detachment, c'est pas -tout à fait- une nouveauté. Et ça confirme assez bien le fait qu'en descendant, le slab exerce une traction. Le débat du rôle de cette traction n'a rien d'un débat de cours d'école, il est ouvert, parfaitement ouvert, et je défie quiquonque de donner une réponse argumentée et chiffrée du bilan des forces subduction-dorsales-frictions en base de croute et de lithosphère. Voilà, enfin moi je dis ça, si qq1 a une réponse, il a gagné une bière (une grosse !). Ou même deux.
    Bien à vous

    Yves

  18. #14
    geolog

    Re : les cellules de convection

    Salut,
    je vais me permettre une critique peu constructive: ces shémas sont vraiment moche!!
    voilà, bon, ça c'est dit!!
    Sinon, pour ce qui est de la cinématique des plaques, c'est quelque chose de vraiment complexe, qui est régit par un équilibre des forces entre production à la dorsale et subduction.
    La surface de la Terre reste la même, donc ce qui est produit est automatiquement recyclé, et comme la terre cherche par tous les moyens à évacuer sa chaleur: en avant la tectonique des plaques!
    Je développerai bien, mais là, il est tard, alors à plus...
    Salutations tt le monde!
    "Ce qui est simple est faux, ce qui ne l'est pas est inutile."

  19. #15
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    je peux aussi me permettre une critique non constructive mais je m'en abstiendrai .......
    mes shémas sont moches et alors ,tant qu'ils peuvent permettre a malumroose de
    comprendre

  20. #16
    kwisatz

    Re : les cellules de convection

    Salut
    Maaa non y sont pas moches tes schémas...y sont justes un peu simples.
    Par contre tu peux remplacer "manteau" par "asténosphère" car une partie du manteau sup fait partie de la lithosphère.

  21. #17
    DonPanic

    Re : les cellules de convection

    Slu
    Slu
    Citation Envoyé par Yves2
    Salut DonPanic,
    Je me permets d'intervenir par ce que je contrairement à ce que tu dis, il ne s'agit pas d'un "étrange débat entre enseignants". Une plaque océanique a une epaisseur elastique non négligeable, y a qu'à regarder la déflexion par surcharge que l'on constate (et c'est d'ailleurs une assez jolie observation !) par exemple a Hawaï (ou alors le "bulge" des plaques subductant avec un fort angle). Qu'elle arrive à la rupture à un moment ou à un autre pendant sa descente, je ne dis pas, le slab detachment, c'est pas -tout à fait- une nouveauté. Et ça confirme assez bien le fait qu'en descendant, le slab exerce une traction. Le débat du rôle de cette traction n'a rien d'un débat de cours d'école, il est ouvert, parfaitement ouvert, et je défie quiquonque de donner une réponse argumentée et chiffrée du bilan des forces subduction-dorsales-frictions en base de croute et de lithosphère. Voilà, enfin moi je dis ça, si qq1 a une réponse, il a gagné une bière (une grosse !). Ou même deux. Yves
    Que la plaque océanique ait une certaine élasticité ne permet sûrement pas d'exercer une traction sur quelques milliers de kilomètres, comme dans les cas de l'Atlantique ou du Pacifique, d'autant que le plancher océanique est marqué de nomgreuses failles transversales qui ne devraient pas aider à une cohésion d'ensemble, non ?
    La traction de subduction devrait se traduire par un amincissement de la plaque océanique aux abords de la zone de subduction, non ?
    Si au contraire aux abords de la zone de subduction, il y a épaississement de la plaque océanique, alors, il est possible de réfuter la subduction comme "moteur" de la tectonique de plaque.
    Dernière modification par DonPanic ; 07/12/2004 à 00h32.

  22. #18
    Prolagus

    Re : les cellules de convection

    N'oublions pas qu'une dorsale, c'est aussi une anomalie thermique... et verticale.
    Oups, je dois filer !

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  24. #19
    Yves2

    Re : les cellules de convection

    Salut !
    J'ai un td a préparer aujourd'hui, mais j'essaye de te faire une réponse en image as soon as possible !
    Bien à vous

    Yves

  25. #20
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par kwisatz
    Salut
    Maaa non y sont pas moches tes schémas...y sont justes un peu simples.
    Par contre tu peux remplacer "manteau" par "asténosphère" car une partie du manteau sup fait partie de la lithosphère.
    Ben plus les shémas sont simples plus les novices en géol comprennent................... .non ?Bon c'est vrai qu'ils sont trés trés simple
    Sinon tu as raison pour la litosphere je m en suis appercu juste
    aprés avoir posté les dessins

  26. #21
    kwisatz

    Re : les cellules de convection

    Salut
    A-t-on des données sur l'état de containte de la croûte océanique à proximité d'une subduction ?
    Extension, compression, rien ...?
    Je pense que les données sont inexistantes vu la profondeur

  27. #22
    magmatic_rock

    Re : les cellules de convection

    au niveau d'une zone de subduction la plaque qui plonge est en extension mais lorsqu'elle vieillit elle va reculer par rapport a la plaque qui est au dessus d'elle et elle sera alors en compression c'est une inversion tectonique!
    je peut te le dire avec certitude meme si je ne suis pas du tout un pro car j'ai eut un partiel lundi où la meme question était poséeroposer à l'aide de quelques schémas, comment l'évolution d'une zone de subduction pourrait conduire à une inversion tectonique!!!!

  28. #23
    Bentwo

    Re : les cellules de convection

    Je suis pas tout a fait d'accord avec toi Jo .
    L'inversion tectonique est applicable a la CC lorsque du fait de la gravité;la plaque subduite va augmenter l'angle de son slab et donc génerer une extension de la plaque continentale. Tu passes donc d'une compression a une extension .
    Cela dit je pense que la plaque subduite doit subir des vitesses d'enfoncement différentes. Le slab doit avoir une vitesse plus rapide que la CO générée a la dorsale du fait de son poids bcp plus important ....
    Je pense que la CO subit plus une extension qu'une compression
    sauf sur les 50 premiers kilomètres ou les 2 plaques se chevauchent , Sigma1 horizontale donc compression sur la zone de chevauchement mais aprés .....................

  29. #24
    Mecton

    Re : les cellules de convection



    Voila, je ne sais pas si ça fait toujours débat ici mais en prépa CAPES ça fait un peu "débat" parmi les étudiants.
    Bentwo résume très bien une des deux pensée ( illustrer par le l'image ci dessus )

    Et bien c'est une bonne question mais si les panneaux plongent c'est par ce qu'ils sont sur une sorte de tapis roulant
    L'idée du tapis roulant est qu'il y ait des courants asthenosphérique qui entraine les plaque. Cela implique un couplage avec cette asthenosphère or il y a la LVZ qui découple ces deux enveloppes, donc cela ne parait pas fonctionner.


    La convection c'est par exemple ce qui amainçit une plaque et génère un rift qui va ensuite pousser les 2 parties de litosphère qu'il a séparé en creant du plancher océanique.
    Ca c'est vrai pour les phases de rifting actifs où on a alors de grands épanchement basaltique ( trapp, plateau océanique ). Ce n'est pas le cas de nos dorsales ( sauf Iceland ).
    Il me semble que sous nos dorsales la tomographie ne met pas en évidence de remontée profonde du manteau, quelques centaine de kilomètres tout au plus.


    2ème façon de penser les choses :

    Les mouvements horizontaux et verticaux de la lithosphère océanique ne sont pas causée par la convexion. Ces mouvements sont la convection.

    Il n'y a pas d'entrainements de la lithosphère par les courants asténosphérioques, ce sont les mouvements de la lithosphère tirées à la fosse( force de traction à la fosse ) qui entrainent ces mouvements athenosphérique.

    La cinématique des plaques est l'expression en surface de la convection.

    Alors rassurez moi c'est sans aucun doute possible la deuxième façon de penser qui est celle du moment ( ça fait une dizaine d'années je crois quand même ! ), non ?
    Dernière modification par Mecton ; 09/11/2007 à 19h21.

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  31. #25
    Yves2

    Re : les cellules de convection

    Citation Envoyé par Mecton Voir le message
    Alors rassurez moi c'est sans aucun doute possible la deuxième façon de penser qui est celle du moment ( ça fait une dizaine d'années je crois quand même ! ), non ?
    Non, je ne vais pas te rassurer
    Le débat est toujours tout à fait ouvert.
    Tout le problème est qu'il est impossible (enfin, pour l'instant très difficile) d'établir un bilan des forces en jeu : traction du slab, poussée à la dorsale, et, pour ce qui t'interesse particulièrement ici, friction à la base de la lithosphère. C'est ce paramètre qui est déterminant pour dire si oui ou non les cellules de convections entrainent les mouvements des plaques.
    Sur le sujet "subduction" ouvert hier ou avant hier, on a un peu discuté de ça, en particulier avec le papier de Doglioni, pour qui la traction du slab est négligeable. Mais dans ce cas, quel est le moteur de la tectonique des plaques ? Il nous reste la convection, et la poussée aux dorsales.
    Mon point de vue personnel est évidemment le plus consensuel : l'ensemble de ces moteurs participent à cette dynamique !
    Voilà, j'espère ne pas avoir dit trop de bétises, mais ça résume ce que je pense je crois.

    Y.

  32. #26
    Mecton

    Re : les cellules de convection

    D'accord d'accord... Il y a pas une tendance générale pour une forte responsabilité de la force de slab pull ? même pas un peu ?....

    Soit c'est la lithosphère qui entraine les courants soit ce sont les courants qui entrainent les plaques.
    Dans ce dernier cas cela veut dire que les courants de convection sont plus rapides que les mouvements des plaques, c'est possible ça ? on peut mesurer la vitesse d'un courants asthénosphérique ? En a t'on déjà vus, remarqués, mesurés ?
    Selon cette vision on a des cellules de convection et par dessus on a un couvercle de lithosphère qui subit les influences des courants sous jacents, c'est cela ?

    Selon le modèle dit "de la casserolle" les liquides arrivent chauds en surface se refroidissent en glissant latéralement et plongent quand il se sont suffisament refroidit. Exactement comme le fait notre lithosphère ! Il n'y a pas de couvercle dans ce modèle. Le liquide qui se refroidit est la lithosphère qui se refroidit, non ? (c'est pas cela qu'il fauit comprendre dans ces modèles ? ). Dans la première facon de penser le liquide qui se refroidit est un courant asthenosphérique, et ça c'est une grosse différence quand même.
    N'y a t'il pas de modèle analogique où on voit de l'accrétion océanique jusqu'à la subduction ?
    Dernière modification par Mecton ; 09/11/2007 à 20h11.

  33. #27
    Mecton

    Re : les cellules de convection

    friction à la base de la lithosphère. C'est ce paramètre qui est déterminant pour dire si oui ou non les cellules de convections entrainent les mouvements des plaques
    Et voila ma réponse ! je n'avais pas lu attentivement ton post Yve2...

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