Cours M2 - Nancy / partie 2

Peut-on faire mieux ?

Modélisation de la Dynamique du Manteau terrestre

Nicolas Coltice – Lyon

coltice@univ-lyon1.frII

Quelques principes de convection

Pas d’intertie dans le manteau

Chauffage du manteau

Chauffage interne = refroidir par dessus

Chauffage basal

Un style lié à la rhéologie

Une hétérogénéité dynamique

Une hétérogénéité dynamique

Une hétérogénéité dynamique

Un peu de physique dans les modèles de boîtes

Mieux modéliser la composition des flux

• Soit le flux « échantillonne » le réservoir de manière aléatoire

• soit il y a une ségrégation et il faut en tenir compte…

Expérience test de dégazage• Réaliser une expérience

d’échantillonnage/dégazage• Si le temps de dégazage est égal

au temps de résidence alors l’échantillonnage est bien aléatoire

• Ecoulement convectif• Traceurs passifs advectés• Echantillonnage dans la zone rouge• Suivre l’évolution de la concentration moyenne

Expérience de convection

Résultats…

Un exemple de modèle prédictif

Un exemple de modèle prédictif

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70

136Xe/130Xe

129 Xe/130 Xe

atmosphere

atm. non rad.

244Pu + 238U

129I

Les isotopes du Xenon (Kunz, Staudacher, Allègre 1998)

Half-lives :129I 16

Ma244Pu 82 Ma238U 4450

Ma

1

10

100

1 2 31 2 31

10

100

1000

10000

136Xe 136Xe 129Xe

238U 244Pu 129I

Observation

136Xe 136Xe 129Xe

238U 244Pu 129I

1

30

6800

1

0.25-1.5

2-22

Système fermé

Contraintes sur l’évolution du dégazage

Comment Xe se dégaze-t-il ?• Accrétion (chocs)• Océan de magma• Volcanisme limité

Instantanné et total

Continu et partiel

Coupler les histoires chimiques et thermiques

Pour calculer D(t) il nous faut T(t) et S(t)

Histoire thermique sans physique

Histoire de « surface fondante » sans physique non plus…

Déterminer les modèles acceptables

Les histoires thermiques prédites

Coltice et al., 2009

Les histoires magmatiques prédites

Coltice et al., 2009

Vos prédictions ?