Origine de la chaleur du noyau de la terre

[invite4b0d1657]

Bonjour,

Est-ce que le noyau en fusion de la terre date de la création du système solaire, ou du bombardement de la terre par des astéroïdes ou d'éléments radioactifs?

Depuis 4 milliards d’années comment ça se fait que ce noyau n’aye pas refroidit ?

Une isolation qui tient 4 milliards d’années c’est possible ?
Si oui j’en veux une.

[invité576543]

Gilgamesh, il me semble, a fourni dans le temps sur ce forum un excellent résumé des réponses à cette question dans l'état actuel des connaissances.

[Gilgamesh]

source :



La puissance thermique de la Terre est de 43 à 44 TW (1 TW = 1000 milliards de watt). On prendra ce chiffre pour la suite quoiqu'une étude plus recente la donne plus proche de 36 TW.

Les contributeurs sont :

1/ la radioactivité...
a) du manteau primitif : 25 TW
nota : manteau primitif = manteau actuel + croûte.

b) du noyau : 0-1 TW


2/ la libération de chaleur primordiale...
a) par refroidissement : 13,3 TW

b) par cristallisation du noyau (chaleur latente de solidification) : 2 TW

c) par liberation d'énergie gravitationnelle ('contraction' de la Terre résultant de la cristallisation) : 2,7 TW

Le refroidissement de la Terre (13,3 TW) est égal à M.C dT/dt

La masse M de la Terre étant de 6.10²⁴ kg et sa capacité calorifique C approx. de 1000 J/kg, on peut en conclure qu'elle refroidit au rythme actuel d'environ 70°C (T moyenne) par milliard d'années.

L'accroissement de la taille de la graine solide se calcul comme :

dR/dt = dM/(4pi.rho.r²)dt

avec r graine=1221 km, rho graine = 11t/m3, l'accroissement est donc de 500 km par milliard d'années. Conclusion: elle n'est pas plus vieille que 2 Ga.


En ce qui concerne la puissance thermique on a vu que la radioactivité est le contributeur principal.

Elle a elle-même pour sous-contributeurs 4 isotopes à très longue périodes.

Dans ce qui suit :

tau : demi-vie (en milliard d'année)
h0 : énergie libérére par kg d'isotope décomposé (TJ/kg)
C0 : concentration (1e-9 kg/kg)
H : contribution actuelle (en TW) / il y a 3 Ga

238U (uranium)
-----
tau : 4,47
h0 : 19
C0 : 25,5
H :9,6 / 15,2

235U (fils de 238U)
-----
tau : 0,704
h0 : 18,2
C0 : 0,19
H : 0,4 / 8,1

232Th (thorium)
-----
tau : 14
h0 : 17,1
C0 : 103
H : 11,1 / 12,9

40K (potassium)
-----
tau : 1,25
h0 : 0,158
C0 : 32,9
H : 3,7 / 19,4

On a pu noter l'insigne faiblesse de la radioactivité du noyau dû au fait que par le plus grand des hasard les 3 éléments chimiques (uranium, thorium et potassium) responsables de la radioactivité du globe sont litophiles, c-a-d que lors d'une fusion du matériau initial, ils sont peu soluble dans la phase fer.

In addition of that, lors d'une fusion du manteau pour former le magma, ils se retrouvent préférentiellement dans la phase liquide et s'accumulent donc dans le magma pour former la croûte terrestre (océanique ou continentale). Près de la moitié de la chaleur radiogénique est donc dégagée dans la croûte, ce qui explique que le gradient thermique de la Terre est beaucoup plus fort dans les 100 premiers kilomètres.

Au départ la Terre est chaude parce que les éléments qui la forment tombent sur le globe en formation. Qui dit chute, dit libération d'énergie gravitationnelle (de la même façon qu'un verre libere sont énergie de chute en se brisant au moment de toucher le sol). Entre les chocs, la Terre a le temps de former une surface solide rocheuse très peu conductrice de chaleur : le globe serait beaucoup plus froid si c'était un globe métallique. En plus de cela, et dans la masse il integre des éléments radioactifs qui entretiennent continuellement l'apport de chaleur. Près de la moitié est aujourd'hui désintégrée, dans les premiers âge (Achéen) la chaleur radiogénique était du double de maintenant.

a+

[invite2d7144a7]

Bonjour,

Pourquoi un sondage ?

La science n'est pas le cumul d'opinions via un sondage.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite05127313]

la science est juste une affaire d'opinion...

[invitebd2b1648]

Nan juste une affaire de résultats !!!

[vanos]

la science est juste une affaire d'opinion...

Cette affirmation est totalement fausse, c'est une honte d'oser dire cela.

[invite853321bf]

la science est juste une affaire d'opinion...

Cette affirmation est totalement fausse, c'est une honte d'oser dire cela.

Et pourtant... quand j'étais à la fac, un prof nous avait expliqué qu'en biochimie pour étudier un des mécanisme possible pour les enzymes, deux équipes ont fait des manip, ils ont eu les mêmes résultats et proposent donc.... deux explications. Le problème est qu'en l'état des connaissances, les deux sont bonnes. Donc pour l'instant on peut juste décider si on préfère l'une ou l'autre. Et ça, ça s'appelle une opinion.

[Gilgamesh]

Et pourtant... quand j'étais à la fac, un prof nous avait expliqué qu'en biochimie pour étudier un des mécanisme possible pour les enzymes, deux équipes ont fait des manip, ils ont eu les mêmes résultats et proposent donc.... deux explications. Le problème est qu'en l'état des connaissances, les deux sont bonnes. Donc pour l'instant on peut juste décider si on préfère l'une ou l'autre. Et ça, ça s'appelle une opinion.

Oui, mais ça ne sert pas à grand chose de choisir puisque l'essentiel de ce qu'il faut savoir, c'est qu'il y a deux options qui se tiennent. Si tu dois restituer ce savoir, il faudra donner les deux et si c'est pour soi, avoir une opinion est facultatif, voire futile si réellement elles sont toutes les deux aussi logiques et plausibles.

a+

[invitef4c5f1aa]

j'ai une theorie ou opinion! que j'exposerai plus tard selon laquelle la terre et certaines autres planetes sont le fruit d'une explosion ou d'un choc du soleil ayant satellisé dans sa jeunesse une partie de sa surface , raison pour laquelle le noyau terrestre a conservé sensiblement la même température que la croûte solaire actuelle.
Ce ne peut-etre le cas de mars et venus car elles ont perdu leur noyau il y a vraisemlblablement assez peu de temps!( sans doute trois cents millions d'années).
Tout le monde peut se tromper , mais quand je vois les inepties et les incertitudes qui traînent y compris à la NASA alors qu'il existe des évidences qui s'accumulent au fil des explorations, je ne crois pas me tromper beaucoup!

[Tawahi-Kiwi]

Tout le monde peut se tromper , mais quand je vois les inepties et les incertitudes qui traînent y compris à la NASA alors qu'il existe des évidences qui s'accumulent au fil des explorations, je ne crois pas me tromper beaucoup!

En effet, tout le monde peut se tromper. On en reste la et vous lisez quelques articles wiki sur le sujet ou vous desirez developpez vos idees

http://fr.wikipedia.org/wiki/Photosph%C3%A8re
http://fr.wikipedia.org/wiki/Noyau_(plan%C3%A8te)
http://en.wikipedia.org/wiki/Igneous_differentiation
http://fr.wikipedia.org/wiki/Chondrite_carbon%C3%A9e
etc etc.

Cordialement,

T-K

[Gilgamesh]

j'ai une theorie ou opinion! que j'exposerai plus tard selon laquelle la terre et certaines autres planetes sont le fruit d'une explosion ou d'un choc du soleil ayant satellisé dans sa jeunesse une partie de sa surface

Le soleil n'a pas de croute solide, étant formé d'un plasma d'hydrogène et d'hélium. Il ne peut pas former des astres formés majoritairement d'élément lourds et réfractaires : silicium, oxygène, fer, aluminium, magnésium, soufre, etc.

a+

[invitef4c5f1aa]

je veux bien croire qu'actuellement la croute solaire est essentiellement formé d'hydrogene mais ça n'a sans doute pas été tout le temps le cas.
A la formation du soleil, on peut imaginer qu'il a capté tous les atomes lourds qui passaient par là et qui ont progressivement migré vers l'intérieur de l'astre
il serait curieux que la petite masse de la terre ait attiré les atomes lourds et pas le soleil.
même aujourd'hui il y a certainement des astéroides de toute composition qui tombent sur le soleil

[invite4b0d1657]

Bonjour,

Pourquoi un sondage ?

La science n'est pas le cumul d'opinions via un sondage.

Salut,

même en science des opinions peuvent diverger. Pour certains l'avenir de la physique c'est les cordes, les super cordes ou les branes, d'autre pensent qu'il faut développer la gravitation quantique à boucle, chacun approfondit son domaine de représentation de la physique très sérieusement.

Ce que je voulais savoir, c'est si on avait un consensus sur la question posée dans ce fil.

J’ai fait de même avec la question : D’où vient la masse manquante du neutron par rapport aux quarks.
Et bien j’ai eu des réponses diverses !

[Sax Russel]

Salut,

même en science des opinions peuvent diverger. Pour certains l'avenir de la physique c'est les cordes, les super cordes ou les branes, d'autre pensent qu'il faut développer la gravitation quantique à boucle, chacun approfondit son domaine de représentation de la physique très sérieusement.

Très grave erreur de raisonnement !
Il ne s'agit pas de divergence d'"opinions", mais de divergences d'explications.
En science, il n'y a pas d'opinion.
Une opinion est libre. Une explication scientifique non. Elle doit être cohérente par rapport l'observation.
Et il ne s'agit pas de jouer sur les mots: cette approximation te fait faire fausse route dans tes raisonnements futurs.

[Pfhoryan]

En science, il n'y a pas d'opinion.
Une opinion est libre. Une explication scientifique non. Elle doit être cohérente par rapport l'observation.

C'est un peu simpliste. Les divergences d'interprétations peuvent être très subjectives et reflètent une insuffisance de données pour trancher.

[Pfhoryan]

L'accroissement de la taille de la graine solide se calcul comme :

dR/dt = dM/(4pi.rho.r²)dt

avec r graine=1221 km, rho graine = 11t/m3, l'accroissement est donc de 500 km par milliard d'années. Conclusion: elle n'est pas plus vieille que 2 Ga.

Bonjour,

Voilà une conclusion intéressante. C'est un calcul "maison" où il y a des références à ce sujet?

[Gilgamesh]

Bonjour,

Voilà une conclusion intéressante. C'est un calcul "maison" où il y a des références à ce sujet?

C'est un calcul qui figure dans l'ouvrage sus-cité.

Comme réf j'ai trouvé cet abstract, qui confirme le calcul (l'âge n'excède pas 2,5 Ga et devrait tourner autours de 1 Ga)


The age of the inner core
The energy conservation law, when applied to the Earth’s core and integrated between the onset of the crystallization of the inner core and the present time, gives an equation for the age of the inner core. In this equation, all the terms can be expressed theoretically and, given values and uncertainties of all relevant physical parameters, the age of the inner core can be obtained as a function of the heat flux at the core–mantle boundary and the concentrations in radioactive elements. It is found that in absence of radioactive elements in the core, the age of the inner core cannot exceed 2.5 Ga and is most likely around 1 Ga. In addition, to have an inner core as old as the Earth, concentrations in radioactive elements needed in the core are too high to be acceptable on geochemical grounds.


autre ref (Nature)
http://www.nature.com/nature/journal...l/418489a.html

a+

[Pfhoryan]

C'est un calcul qui figure dans l'ouvrage sus-cité.

Comme réf j'ai trouvé cet abstract, qui confirme le calcul (l'âge n'excède pas 2,5 Ga et devrait tourner autours de 1 Ga)

[...]

autre ref (Nature)
http://www.nature.com/nature/journal...l/418489a.html

Amusant, mais dans le Nature que tu donnes en deuxième référence, ils argumentent justement que cette estimation de 1-2.5 Ga ne peut pas être juste, car la Terre a un champ magnétique depuis au moins 3.5 Ga, et que sans graine, pas d'effet dynamo (stable). Ils argumentent ensuite sur une probable sous-estimation de la concentration en Kalium radioactif dans le coeur.

[invite4b0d1657]

source :




a+

Salut, c'est plus une réponse, c'est carrément un cours, merci bien Gilgamesh.

[tenocnoc]

bonjour
et le théorème du "viriel" dans tout cela??

[inviteab1f124d]

source :



La puissance thermique de la Terre est de 43 à 44 TW (1 TW = 1000 milliards de watt). On prendra ce chiffre pour la suite quoiqu'une étude plus recente la donne plus proche de 36 TW.

....

Merci pour les infos, bien qu'il faut penser aussi au profanes