Activité : le géotherme

Document 1. Ce que l’on sait.

On sait que :

• la température moyenne à la surface de la Terre est de 15°C ;

• le rayon de la Terre est de 6400 km ;

• la lithosphère fait environ 100 km d’épaisseur, elle est entièrement solide et rigide ;

• le manteau est composé de péridotite (dont le minéral principal est l’olivine), il se termine à 2 900 km de profondeur ;

• le noyau externe est principalement composé de fer, il s’étend entre 2 900 km de profondeur et 5 100 km de profondeur, il est entièrement liquide :

• le noyau interne est principalement composé de fer, il débute à 5 100 km de profondeur, il est entièrement solide.

Document 2. La définition du géotherme.

Le géotherme correspond à la température en fonction de la profondeur.

Document 3. Les forages les plus profonds réalisés par les humains.

Le forage le plus profond réalisé a permis d’atteindre 12 km de profondeur. Ce forage, ainsi que d’autres, on permis de mesurer la température dans les premiers kilomètres de la lithosphère.

On a ainsi pu déterminer que la température augmente de 25 à 30°C par kilomètre.

Document 4. Les différentes structures de l’olivine.

Les études des séismes et les manipulations en laboratoire on permis aux scientifiques de découvrir que dans le manteau, en fonction des conditions de pression, le minéral olivine ne possède pas la même structure cristalline.

• Jusqu’à 410 km de profondeur, l’olivine est sous une forme dite « olivine α »,

• entre 410 km de profondeur et 670 km de profondeur, l’olivine est une une forme dite « olivine β »,

• enfin pour des profondeurs supérieures à 670 km, l’olivine se dissocie en deux minéraux : la pérovskite et la magnésiowustite.

Document 5. Diagramme de phase de l’olivine.

Selon les conditions de pression et de température, l’olivine ne prend pas la même structure.

Document 6. Diagramme de phase du fer.

Selon les conditions de pression et de température, le fer n’est pas dans le même état physique.