Courants de convection: définition, études et répliques

Les courants de convection sont le mouvement continu que les plaques terrestres effectuent en permanence. Bien qu’elles aient tendance à se produire à grande échelle, des études montrent qu’il en existe aussi à plus petite échelle.

La planète Terre est formée par un noyau, le manteau et la croûte terrestre. Le manteau est la couche que nous pouvons trouver entre le noyau et la croûte. La profondeur de celle-ci varie, selon la pointe de la planète sur laquelle nous nous trouvons, pouvant aller d'une profondeur de 30 km de la surface à 2 900 km.

Le manteau diffère du noyau et de la croûte en raison de son comportement mécanique. Il est formé par un matériau visqueux solide. Il est dans un état visqueux en raison des pressions élevées auxquelles il est soumis.

Les températures du manteau peuvent osciller entre 600 ºC et atteindre 3 500 ºC. Plus la température est basse, plus la température est proche de la surface et plus la température est proche du cœur.

Nous pouvons séparer le manteau en deux parties, la partie supérieure et la partie inférieure. Le manteau inférieur s’écoule de la discontinuité de Mohorovičić à une profondeur d’environ 650 km.

Cette discontinuité, connue sous le nom de Moho, est située à une profondeur moyenne de 35 km et à seulement 10 km sous le plancher océanique. Le manteau inférieur serait la partie située entre les 650 km de profondeur, à la limite du noyau interne de la planète.

En raison de la différence thermique entre le noyau et la croûte terrestre, des courants de convection sont générés dans tout le manteau.

Courants de convection: origine des hypothèses

En 1915, une hypothèse développée par Alfred Wegener postulait le mouvement des masses continentales. Wegener a déclaré que les continents se déplaçaient sur le fond de l'océan, bien qu'il ne sache pas comment le prouver.

En 1929, un géologue britannique bien connu, Arthur Holmes, postulait l'hypothèse selon laquelle nous pourrions trouver sous la croûte terrestre une couche de roche en fusion, qui provoquait des courants de convection de lave qui avaient la force de déplacer les plaques tectoniques et, par conséquent, les continents.

Bien que la théorie soit cohérente, il n’a pas été accepté avant les années 1960 que les théories sur la tectonique des plaques aient commencé à se développer.

Dans ces formulations, il a été soutenu que les plaques terrestres se déplaçaient sous l'effet des forces de convection de la Terre, provoquant des chocs responsables de la formation de la surface de la Terre.

Que sont-ils alors?

Les courants de convection sont les courants de matériaux qui se produisent dans le manteau terrestre à l'aide de la gravité.

Ces courants sont responsables du déplacement non seulement des continents, comme le postulait Wegener, mais de toutes les plaques lithosphériques au-dessus du manteau.

Ces courants sont produits par les différences de température et de densité. Aidés par la gravité, ils font monter les matériaux les plus chauds dans la direction de la surface, car ils sont moins lourds.

Cela signifie donc que les matériaux les plus froids sont plus denses et plus lourds, de sorte qu'ils descendent vers le centre de la Terre.

Comme nous l'avons mentionné précédemment, le manteau est constitué de matériaux solides, mais se comporte comme s'il s'agissait d'un matériau visqueux qui se déforme et s'étire, qui bouge sans se rompre. Il se comporte de la sorte en raison des températures élevées et de la forte pression à laquelle ces matériaux sont soumis.

Dans la zone proche du noyau terrestre, les températures peuvent atteindre 3 500 ° C et les roches trouvées dans cette partie du manteau peuvent fondre.

Lorsque les matériaux solides fondent, ils perdent de la densité et deviennent plus légers et remontent à la surface. La pression des matériaux solides qui en dessus fait qu'ils essayent de descendre par leur poids, permettant la sortie des matériaux les plus chauds vers la surface.

Ces courants de matériaux à forme ascendante sont appelés plumes ou panaches thermiques.

Les matériaux qui atteignent la lithosphère peuvent la traverser, et c'est ce qui forme la fragmentation des continents.

La lithosphère océanique a une température beaucoup plus basse que le manteau, de grandes pièces froides s'enfoncent dans le manteau, ce qui provoque des courants descendants. Ces courants descendants peuvent déplacer des morceaux de lithosphère océanique froide au voisinage du noyau.

Ces courants produits, qu'ils soient ascendants ou descendants, agissent comme un rouleau, créant les cellules de convection, ce qui explique le mouvement des plaques tectoniques de la croûte terrestre.

Critiques de ces théories

De nouvelles études ont légèrement modifié la théorie des cellules de convection. Si cette théorie était vraie, toutes les plaques qui composent la surface de la Terre devraient avoir une cellule de convection.

Cependant, certaines plaques sont si grandes qu’une seule cellule de convection devrait avoir un grand diamètre et une grande profondeur. Cela ferait en sorte que certaines cellules atteignent la profondeur du noyau.

Pour ces dernières enquêtes, il est apparu qu'il existait deux systèmes convectifs distincts, ce qui explique pourquoi la terre a maintenu la chaleur pendant si longtemps.

Des études sur les ondes sismiques nous ont permis d’obtenir les données de la température interne de la terre et la réalisation d’une carte thermique.

Ces données obtenues par activité sismique confirment la théorie selon laquelle il existe une distinction entre deux types de cellules de convection, certaines plus proches de la croûte terrestre et d'autres plus proches du noyau.

Ces études suggèrent également que les mouvements des plaques tectoniques ne sont pas uniquement dus aux cellules de convection, mais que la force de gravité aide à pousser les parties les plus profondes vers la surface.

Lorsque la plaque est étirée par les forces de convection, la force de gravité exerce une pression sur elle et finit par se casser.