Gravité au centre de la Terre

[invite7a0a8d2e]

Bonjour,

Voici quelques question que je me pose concernant la Gravité Terrestre.

Sachant que la gravité découle des particules massiques.
La terre etant composé de ces particules.
En chaque point de la la sphere terrestre (on negligera la disymetrie de cette sphere) on peut calculer l'attraction de toutes les particules sur 1 des particules à ce point.

Questions :
Quelle est la gravité subie par une particule au centre de la terre ?
Peut-il y avoir des Particules au centre de la terre ?
Existe-il des lignes isogravitiques ?
Ces lignes si elles existent sont-elles figées ?

Ce sont des problemes, à priori mathematiques.
La compression des particules jouant probablement un role quant à la résolution finale (cas réel).

Merci pour votre aide.
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[invite88ef51f0]

Salut,
Au centre de la Terre, en la considérant parfaitement sphérique et homogène, la gravité est nulle, car l'attraction des différentes directions se compense.

Par contre, la pression est très élevée.

Peut-il y avoir des Particules au centre de la terre ?

Bien sûr. Pourquoi pas ?

Existe-il des lignes isogravitiques ?

Oui. On peut tout à fait définir des lignes de gravité égale.

Ces lignes si elles existent sont-elles figées ?

En pratique, non, en raison des mouvements de convection dans le manteau terrestre par exemple.

[zoup1]

Vu la façon dont la question est posée, j'ai l'impression que la terre est une sphère parfaite homogène (ou au moins à symètrie sphérique et sans mouvement interne).
Dans ce cas,

Oui. On peut tout à fait définir des lignes de gravité égale.

De simple considérations de symétrie permettent de déterminer les surface de gravité égale.

En pratique, non, en raison des mouvements de convection dans le manteau terrestre par exemple.

Ce n'est pas vraiment les mouvements de convection qui seraient responsables d'une modification des surface iso-g mais leur instationnarité... Je ne sais pas très bien dans quelle mesure cela joue en pratique...

[invite7a0a8d2e]

Au centre de la Terre, en la considérant parfaitement sphérique et homogène, la gravité est nulle, car l'attraction des différentes directions se compense.

Donc si on continue le raisonnement, les particles legerement décentrées par rapport au centre terrestre se trouvent en microgravité.

Lorsque je parlais de lignes isogravitiques (on corrigera par surface bien sur), en essayant de me representer le jeu des forces sur chaque point de la surface, je me disait que cette surface ne pouvait par être spherique.
Elle aurait plutot une forme, bosselée non ? et de surcroit cette demarquation serait en equilibre instable.
Donc mouvant.
N'y aurait-t-il pas un rapport avec l'effet magneto ?

Par contre, la pression est très élevée

Exact, donc les particules en microgravité serait compressées au centre. L'arrangement des particules n'y serait-il pas alors un peu exotique ? Je ne connait pas tous les effets de la microgravité, mais il doit bien y avoir une particularité concernant l'arrangement des particules, surtout qu'il doit être extremement chaud (?)le noyau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7a0a8d2e]

ou au moins à symètrie sphérique et sans mouvement interne

Oui, à symetrie sphérique, pour simplifier, et sans mouvement interne, du moins initialement.

instationnarité

effectivement, une bonne piste.
par contre le milieu semble jouer un role important dans cet effet d'instationnarité.
Exemple d'un plasma froid jouant sur une onde de choc :http://www.onera.fr/dafe/plasma-supersonique/index.php

[invite7ce6aa19]

Donc si on continue le raisonnement, les particles legerement décentrées par rapport au centre terrestre se trouvent en microgravité.

Ceci est parfaitement excate. Les forces de gravité sont nulles au centre, maximales à la surface de la terre et à nouveau nulle à l'infini. Cela se comprendrend facilement avec le théorème de Gauss.

Exact, donc les particules en microgravité serait compressées au centre. L'arrangement des particules n'y serait-il pas alors un peu exotique ? Je ne connait pas tous les effets de la microgravité, mais il doit bien y avoir une particularité concernant l'arrangement des particules, surtout qu'il doit être extremement chaud (?)le noyau.

Sous l'hypothèse que la matière est localement à l'équilibre thermodynamique, la matière se met dans un état qui est fonction de T et de la pression P. ce qui suppose que l'on connaisse la composition et le diagramme de phase dans le domaine de pression et de température concerné. D'où l'utilité de faire des expériences dans des labos, puisque l'on ne peut rien mesurer dans les entrailles de la Terre.!!

[invite7ce6aa19]

Ce n'est pas vraiment les mouvements de convection qui seraient responsables d'une modification des surface iso-g mais leur instationnarité... Je ne sais pas très bien dans quelle mesure cela joue en pratique...

Je vais dans ton sens, à mon avis les mouvements de convection, aussi complexes qu'ils puissent être ne controlent pas la température et les pressions locales, pas même la composition chimique locale. Ils engendrent seulement des petites fluctuations de ces dernières. Les surfaces de potentiel de gravité restent indifférentes aux mouvements de convection.

[invité576543]

Bonsoir,

Juste pour mettre un peu de souk, mais je pense qu'un accéléromètre placé au centre de la Terre n'indiquera pas 0. D'accord, c'est un truc très petit, sf erreur de ma part, la pesanteur y est de l'ordre de 3 10^-5 ms^-2. Vraiment du pinaillage, mais ce n'est parfaitement nul...

Je sors... C'est pas le sujet. S'il faut discuter on créera un autre fil...

Cordialement,

[invite7a0a8d2e]

D'accord, c'est un truc très petit, sf erreur de ma part, la pesanteur y est de l'ordre de 3 10-5 ms-2. Vraiment du pinaillage, mais ce n'est parfaitement nul...

C'est la lune ?
Ou un effet "sans importance, voir minime" ?
Ca m'interrese

Sinon, concernant justement la compositition exacte du globle terrestre, et plus particulierement son Noyau. On a bien des certitudes la concernant ?
A mon avis le seul moyen d'y parvenir c'est en faisant une simulation à l'aide d'ordinateurs puissants.
Ceci a-t-il déja été fait ?

Sur internet je trouve beaucoup de choses concernant les mesures des l'anomalies gravitatiques de la croute
terrestre mais pour la structure terrestre c'est un gros schema digne de nos ancetres les gaulois

[zoup1]

c'est un truc très petit, sf erreur de ma part, la pesanteur y est de l'ordre de 3 10^-5 ms^-2. Vraiment du pinaillage, mais ce n'est parfaitement nul...

Je sors... C'est pas le sujet. S'il faut discuter on créera un autre fil...

Cordialement,

C'est l'effet de marée au centre de le terre dont tu parles ? Cela peut effectivement être interessant d'ouvrir un fil...

[zoup1]

C'est la lune ?
Ou un effet "sans importance, voir minime" ?
Ca m'interrese

Sinon, concernant justement la compositition exacte du globle terrestre, et plus particulierement son Noyau. On a bien des certitudes la concernant ?
A mon avis le seul moyen d'y parvenir c'est en faisant une simulation à l'aide d'ordinateurs puissants.
Ceci a-t-il déja été fait ?

Je crois que les méthodes d'investigation sont plutot des méthodes sismiques... en analysant les différents échos provenant d'une onde, on arrive (en utilisant des ordinateurs puisssants!!!) à remonter à quelques caractéristiques de la constitution de la Terre (il vaudrait mieux une confirmation d'un géophysicien). Il me semble qu'il est plus ou moins admis que la partie la plus interne de la Terre est constitué de métal solide (graine interne) entouré de métal liquide (graine externe)...

A regarder sans doute ce lien :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Structu...ne_de_la_Terre
Avec également une description des méthodes d'analyse.




Sur internet je trouve beaucoup de choses concernant les mesures des l'anomalies gravitatiques de la croute
terrestre mais pour la structure terrestre c'est un gros schema digne de nos ancetres les gaulois [/QUOTE]

[invite7a0a8d2e]

A regarder sans doute ce lien :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Structu...ne_de_la_Terre
Avec également une description des méthodes d'analyse.

Merci zoup1,
Effectivement, sur wikipedia les methodes d'investigation sismologiques sont bien décrites.
Je ne suis pas specialiste mais tout ca, ca sent quand meme l'a peu pres.
On y voit egalement une coupe de la structure du globle avec au centre...dans le noyau, une petite bille verte avec pour legende... un gros point d'interrogation.
Je craint que l'on n'en sache pas tant que ca sur la terre.
Je te l'accord, l'avis d'un géophysicien serait le bienvenu.

Les surfaces de potentiel de gravité restent indifférentes aux mouvements de convection.

bien vu,
et donc on peut se poser la question, pourquoi y a-t-il convection ? J'ai vu que l'on parle de l'effet Dynamo autoentretenu, de rotation terrestre etc.
Il se trouve que le début de la zone de convection (noyau externe) est placée à une distance relative par rapport au rayon de la sphere qui pourait être, mathematiquement calculée ?
En partant du centre,
Debut du noyau externe : 1271km
Rayon Terestre : 6371km
1271/6371 = 0.19994 soit 0.2 environ soit 1/5
Ne serait-ce pas le debut de la surface d'instabilité isogravitique non sperique ? (hypothetique je precise)

[zoup1]

Je ne suis pas specialiste mais tout ca, ca sent quand meme l'a peu pres.

Certes, mais tant qu'on ne pourra pas faire un trou jusqu'au centre de la terre pour aller voir ce qui s'y passe, on ne pourra que rester dans l'à peu près.
Cependant c'est tout de même un à peu près qui repose sur des mesures, des modèles et des expérience. Et ceux qui se posent sérieusement la question de savoir de quoi est constituée la terre doivent y croire assez fort (au ? près).

et donc on peut se poser la question, pourquoi y a-t-il convection ? J'ai vu que l'on parle de l'effet Dynamo autoentretenu, de rotation terrestre etc.

La convection est due à des gradients de température (en l'occurence transverse au champ gravitationnel).
L'effet dynamo est très probabalement à l'origine du champ magnétique terrestre mais à priori pas vraiment responsable de la structuration interne de la terre. Mais là je pense qu'on est en plein "?"

[invite263138a8]

SI ça vous intéresse, ça me semble hors sujet mais sait-on jamais...


Deux hypothèses proposées pour expliquer la stratification de notre planète :

1. accrétion hétérogène, qui implique une condensation des éléments d'abord les plus lourds puis de plus en plus légers

2. accrétion homogène qui suppose que la métériel initiale s'est agrégé uniformément puis une différenciation secondairement.

2. n'est valable qu'à haute température et 1. n'est valable que dans un système relativement froid.

La 1. a l'vantage d'expliquer simplement la présence des éléments les plus lourds au centre, pas évident de l'étayer de façon rationnelle, sachant que les planétésimaux se sont sans doute formés presque simultanément dans une nébuleuse proto-solaire uniforme.

La 2. semble plus raisonnable. La proto-planète sous l'effet de la gravité se réchauffe, des éléments se volatilisent (O2, H20, CO2, SO2,...) et on a des réactions de réduction dans les silicates qui modifient le rapport Fe/Si
En gros : les olivines ferro magnésiennes se transforme en pyroxène et en oxyde de fer, ce dernier réagit avec le carbone pour donner Fe + CO2.

Le fer par gravité se retrouve au centre, pour former un noyau dense. L'avantage de l'accrétion homogène c'est qu'on a une condensation à partir de matériel oxydé (retrouvé dans les chondrites carbinées, témoin de la composition initiale de la nébuleuse proto-solaire).