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L'étude de la propagation des ondes sismiques a permis de montrer la structure interne du Globe (modèle PREM). Le Terre est formées d'enveloppes concentriques de natures et de compositions différentes (A1B3).
Comment expliquer les changements d'états des roches?
Après 4, 7 milliards d'années, le Terre n'est pas encore refroidie, contrairement à Mars par exemple . Elle produit de l'énergie thermique qui se dissipe jusqu'en surface.
Températures, pression et changement d'état de la péridotite du manteau
Températures, pression et changement d'état de la péridotite du manteau
Doc.1 : caractéristiques de l'asthénosphère.
L'étude de la propagation des ondes sismiques met en évidence une zone de ralentissement des ondes sismiques LVZ (Low Velocity Zone) entre 100 et 250 km de profondeur : l'asthénosphère.
Doc.2 la péridotite est la roche qui compose le manteau, soit 80% du volume de la Terre. Facilement reconnaissable à l'œil nu, c'est une roche holocristalline composée entre autre d'une minéral vert: l'olivine.
Son changement d'état est la conséquence des modifications des minéraux, du réarrangement des éléments chimiques à l'échelle cristalline : c'est du métamorphisme.
Doc.1 a : Photographie d'un échantillon de péridotite
Doc.1b: Photogrphie d'un cristal d'olivine
Doc.1c : Observation en microscopie LPA d'une lame de péridotite
Utilisez les documents ci-dessus pour expliquer le comportement des ondes sismiques dans la LVZ.
Vous devrez définir le solidus et le liquidus, le géotherme.
Vous devrez expliquer l'état liquide + solide de la péridotite.
Vous devrez identifier les conditions de température et de pression à la limite entre la lithosphère rigide et l'asthénosphère ductile : 100 km.
Observez et décrivez l'échantillon et la lame de péridotite.
Profil thermique de la Terre
Profil thermique de la Terre
Températures en fonction de la profondeur
L'étude de la propagation des ondes sismiques permet de déterminer les différents gradient de températures.
On cherche à expliquer les différences entre les gradients thermiques des différentes sphères.
Transferts thermiques
Il existe deux principaux modes de transfert thermique :
· Conduction : l'énergie passe d'un corps à un autre, par contact, sous l'influence d'un gradient de température sans déplacement de matière, il s'agit d'un phénomène de diffusion.
· Convection : transfert de chaleur d’une zone chaude vers une zone froide accompagnant le déplacement de matériaux à viscosité faible (liquide, gaz mais aussi solide à faible viscosité).
Stratégie opérationnelle:
Pour mettre en évidence les deux modes de transferts d'énergie thermique dans le globe on compare deux modèles analogiques.
Le premier simule la convection,
le seconde simule la conduction.
Quel paramètre allez vous faire varier? entre les deux modèles? Schématisez les modèles .
Qu'allez vous mesurer? Construisez un tableau de résultats sur google Sheets.
Quels résultats attendez vous?
Appelez le professeur pour avoir accès au protocole et commencez vos vos mesures. Vous ne réaliserez qu'une série de mesure sur un des modèles. Vous devez donc vous associer à un autre binôme.
Résultats:
Présentez vos résultats et celui de l'autre binôme. Utilisez les résultats de la feuille de classeur Excel A1B4 pour tracer les graphiques.
Commentez vos résultats.
Calculez le gradient thermique, c'est à d dire la différence de température par unité de distance, exprimé en °C.cm-1, entre la surface et le fond, à la fin de l’expérience.
Mise en relation:
Utiliser vos résultats pour expliquer les différences entre le transfert d'énergie dans les différentes sphères.
25-1spe-A1B4-conduction convection résultats secours.xlsxPage updated
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