CHAP II. GEOTHERMIE
II.1. SITUATION THERMIQUE
DE LA LITHOSPHERE
A l'intérieur du globe, la température (T)
augmente avec la profondeur. Dans la partie superficielle de la croûte
continentale, la T augmente de 3° tous les 100 m. Cette augmentation de la
température avec la profondeur peut être représentée
par une courbe T=f(P), exprimée en °/km, que l'on appelle le
géotherme (fig. 21). Celui-ci varie significativement
dans l'espace et dans le temps (t).
Ø La situation thermique de la
Lithosphère est hétérogène dans l'espace
Fig.21 : Répartition des isothermes (en °C)
dans le manteau supérieur du globe. Ce schéma est une situation
idéalisée de la partie supérieure du globe, dans le cadre
de la Tectonique des Plaques.
Do est la dorsale océanique, à la verticale
des parties ascendantes des cellules convectives du manteau (flèches) et
Zs est la zone de subduction, à la verticale des parties descendantes.
Aux limites des plaques (zones instables), le transfert de chaleur est
essentiellement advectif ; il est essentiellement conductif à
l'intérieur (zones stables). (modifié d'après Kornprobst,
1989)
La figure 21 montre la répartition des isothermes dans
les trois principaux sites géodynamiques: ride médio
océanique et zone de subduction qui limitent
les plaques stables. La ride se localise
à la verticale des parties ascendantes des cellules de convection du
manteau. Cette montée du manteau chaud et le transfert de magmas
basiques qui lui est associé, à l'origine de la
lithosphère océanique, engendrent un transfert de chaleur
considérable vers la surface : les courbes isothermes y sont très
resserrées. La température augmente rapidement avec la
profondeur, ce qui est représenté par un géotherme
élevé, c'est à dire très proche de l'axe des T sur
la figure 21. A l'intérieur des plaques stables
: En s'éloignant de la ride, la lithosphère nouvellement
formée se refroidit, les courbes isothermes s'espacent et le
géotherme s'écarte de l'axe des T jusqu'à une valeur
moyenne qui n'évoluera pratiquement plus :
On appelle ce géotherme le géotherme
moyen ou normal de la lithosphère océanique. Celui-ci
n'est pas significativement différent du géotherme moyen dans la
lithosphère continentale (fig. 22).
Figure 22 : Géothermes contrastés dans la
lithosphère - continentale "jeune" (A) et "vieille" (craton
précambrien : B),- océanique, à l'aplomb de la ride (C) et
à 1000 km de la ride (D).
De telles courbes sont obtenues par modélisation
mathématique. La limite inférieure de la croûte
continentale (Moho) et le solidus du manteau (Solidus) - conditions au
delà desquelles celui-ci commence à fondre - sont
également représentés.
Dans une zone de subduction, la
lithosphère océanique froide s'enfonce dans le manteau chaud.
Cependant, elle ne se réchauffe que lentement, car les roches ont une
mauvaise conductivité thermique. En conséquence, les isothermes
vont s'enfoncer dans le manteau. Le géotherme se rapproche de l'axe des
P et matérialise une augmentation faible de la température en
fonction de la profondeur.
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