Naissance de la Terre

[Kitouille]

Bonjour,

Je m'intéressais en ce moment à la formation de la Terre durant la période hadéenne, plus particulièrement à la différenciation noyau-manteau.. Ayant un niveau bac S, je ne comprends pas tout et j'aimerais des éclaircissements vulgarisés si possible pour pouvoir comprendre

=> La Terre était-elle une boule en complète fusion après les plus gros impacts de météorites ? Car je lis sur certains site qu'elle était en complète fusion et que sur d'autres elle ne l'était pas complètement, que partiellement sur 1000km d'épaisseur (l'océan magmatique). Si elle ne l'était que partiellement, Cela voudrait-il dire que le centre de la terre était rocheux (la différenciation noyau-manteau n'étant pas faite)?

=> Pourquoi la fusion du fer était elle essentielle pour la différenciation noyau-manteau ? En faite ce que je me demande c'est que si le fer était solide, pourquoi il resterait piégé dans l'océan magmatique ? Pourquoi il ne pouvait pas descendre au centre de la Terre ? Qu'apporte le fait qu'il soit devenu liquide ?

=> On parle ensuite d'un refroidissement de la Terre et de la formation de la croute primitive (il y a environ 4,4 milliards d'années). Comment la Terre a-t-elle pu se refroidir tout en étant bombardé par des météorites ? Pourquoi l'évacuation de la chaleur s'est elle améliorée ? Comment la croute primitive a-t-elle résister sous les bombardements?

=> Le dégazage du magma se produit-il à cause d'une baisse de témpérature ? Pourquoi?

Merci beaucoup !!
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

=> La Terre était-elle une boule en complète fusion après les plus gros impacts de météorites ? Car je lis sur certains site qu'elle était en complète fusion et que sur d'autres elle ne l'était pas complètement, que partiellement sur 1000km d'épaisseur (l'océan magmatique). Si elle ne l'était que partiellement, Cela voudrait-il dire que le centre de la terre était rocheux (la différenciation noyau-manteau n'étant pas faite)?

La fusion du manteau n'a lieu que dans la partie superieure, sur 600 a 1000km de profondeur max. Le reste (la partie interne) de la Terre est solide (trop de pression pour qu'elle fonde).
La Terre de l'epoque a une composition chondritique (similaire aux meteorites du meme nom, les chondrites, qui sont composees de silicates et de metal) et n'a donc pas de noyau metallique au depart.

=> Pourquoi la fusion du fer était elle essentielle pour la différenciation noyau-manteau ? En faite ce que je me demande c'est que si le fer était solide, pourquoi il resterait piégé dans l'océan magmatique ? Pourquoi il ne pouvait pas descendre au centre de la Terre ? Qu'apporte le fait qu'il soit devenu liquide ?

La fusion du fer n'est pas absolument essentielle mais la fusion silicatee l'est. Le fait que le fer soit liquide va accelerer le procede de differentiation planetaire, mais il est exact que meme s'il etait solide, ce processus aurait eu lieu.

La roche chondritique commence a fondre, produisant un magma silicate contenant des globules de fer. Ces derniers, plus dense, coulent et s'accumulent au fond de l'ocean magmatique.
Une fois la (et independamment du fait que le fer soit liquide ou pas), ils forment des diapirs* (une accumulation en forme de goutte) qui descend dans le manteau inferieur (solide) doucement jusqu'a des pressions et temperatures suffisamment elevees ou il devient liquide, formant le noyau metallique liquide de la Terre.

* il est necessaire qu'ils atteignent une certaine masse pour permettre ce processus, sinon, les globules restent en suspension.

=> On parle ensuite d'un refroidissement de la Terre et de la formation de la croute primitive (il y a environ 4,4 milliards d'années). Comment la Terre a-t-elle pu se refroidir tout en étant bombardé par des météorites ? Pourquoi l'évacuation de la chaleur s'est elle améliorée ? Comment la croute primitive a-t-elle résister sous les bombardements?

A partir de 4,4.10⁹, le bombardement meteoritique s'est reduit considerablement (par >1000x ou plus) (voir la decroissance dans l'image ci-dessous). Ce n'est donc plus suffisant pour rechauffe suffisament la surface terrestre qui perd constamment de la chaleur dans l'atmosphere primitive puis l'espace. On a des preuves geochimiques qu'il y a 4,4.10⁹, l'eau etait deja liquide a la surface.


Credit: SWRI; Koeberl et al., 2006

=> Le dégazage du magma se produit-il à cause d'une baisse de témpérature ? Pourquoi?

2 raisons, la baisse de temperature se trouve pres de la surface, ou la pression est moins importante => les gaz ne peuvent rester en solution dans le magma et s'exsolvent et s'echappent dans l'atmosphere (c'est de cette meme maniere que les volcans explosent).
L'autre raison est la cristallisation du magma dans la croute primitive lors du refroidissement; les mineraux ne peuvent contenir tout les gaz en solution dans le magma, donc lorsqu'ils cristallisent, les gaz sont liberes egalement.

T-K

[Kitouille]

Merci beaucoup c'est très bien expliqué mais pour certains points j'ai encore du mal!

La roche chondritique commence a fondre, produisant un magma silicate contenant des globules de fer. Ces derniers, plus dense, coulent et s'accumulent au fond de l'ocean magmatique.

Est-ce qu'on parle de la roche qui n'était pas encore fondu donc celle du manteau inférieur, où est ce qu'on parle de la partie supérieur qui était déjà fondu ?
Le manteau inférieur était donc une roche composé de silicates et de métal aussi ?
Si la Terre était une énorme roche chondritique, donc composé de métal et de silicate, d'où viennent les molécules d'eau qui ont formé nos océans ? J'ai entendu dire qu'une partie provenait des météorites qui ont percuté la Terre

La fusion du fer n'est pas absolument essentielle mais la fusion silicatee l'est.

En faite je comprends pas trop ce qu'est le fusion silicatée ? C'est la fusion entière de la roche ? Si la roche ne fond pas le fer reste piégé dedans et c'est pour ça que cette fusion silicatée est essentielle ?

Pour le reste tout est clair !!

[Tawahi-Kiwi]

Est-ce qu'on parle de la roche qui n'était pas encore fondu donc celle du manteau inférieur, où est ce qu'on parle de la partie supérieur qui était déjà fondu ?

Dans le manteau superieur, la chondrite fond partiellement; dans le manteau inferieur, les diapirs de metal "attrapent" les particules de metal non fondues lors de leur descente vers le centre de la Terre.

Le manteau inférieur était donc une roche composé de silicates et de métal aussi ?

Au depart oui; progressivement, le metal a ete capture par les diapir du fer.

Si la Terre était une énorme roche chondritique, donc composé de métal et de silicate, d'où viennent les molécules d'eau qui ont formé nos océans ? J'ai entendu dire qu'une partie provenait des météorites qui ont percuté la Terre

Les chondrites primitives (celle qui n'ont pas encore fondu du tout) contiennent jusqu'a 15% d'eau (sous forme de minéraux hydratés comme les argiles); de quoi largement remplir nos oceans. Neanmoins, une grande partie a ete perdue par degazage et une partie est arrivee par apres via les cometes et meteorites tardives.

En faite je comprends pas trop ce qu'est le fusion silicatée ? C'est la fusion entière de la roche ? Si la roche ne fond pas le fer reste piégé dedans et c'est pour ça que cette fusion silicatée est essentielle ?

La fusion totale est tres rare dans une roche. La plupart du temps, on a une fusion partielle car la temperature n'est pas assez elevee et on obtient un melange magmatique fait de cristaux et de liquide.
Dans le cas de la roche chondritique, les silicates (olivines, pyroxenes,...) fondent a plus basse temperature que le metal.

Si la roche ne fond pas le fer reste piégé dedans et c'est pour ça que cette fusion silicatée est essentielle ?

Oui, il faut qu'il puisse s'accumuler quelque part et une fusion partielle est necessaire pour que cela aie lieu.

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[Kitouille]

Parfait merci !