Donner les origines du flux géothermique Exercice de connaissances

On trouve de nombreuses zones à la surface du globe où la Terre libère de la chaleur, que ce soient les sources hydrothermales ou les zones de volcanisme. Cela signifie que l'on trouve à l'intérieur de la Terre des sources de chaleur. Cette chaleur va se déplacer par différents phénomènes et être libérée à la surface, on parle de flux géothermiques. Nous verrons ici quelle est l'origine de ces flux géothermiques en traitant tout d'abord de la radioactivité, puis de la chaleur libérée par le refroidissement progressif de la Terre.

L'origine principale de la chaleur de la Terre est la désintégration des éléments radioactifs. En effet, la désintégration libère de l'énergie qui peut chauffer les matériaux autour. La désintégration de quelques isotopes seulement produit plus de 75% de la chaleur de la Terre. Ces éléments sont l'Uranium (²³⁸Ur et ²³⁵Ur), ainsi que le Thorium (²³²Th) et le Potassium (⁴⁰K). Le noyau atomique instable de ces éléments radioactifs se fragmente spontanément en libérant un rayonnement et de l'énergie thermique. Ces éléments se trouvent principalement dans la croûte continentale et dans la croûte océanique, mais par son volume très important, c'est le manteau qui produit le plus d'énergie par désintégration radioactive. C'est donc le manteau qui est responsable de la majorité de la production de chaleur interne de la Terre.

Cependant, il existe d'autres sources de chaleur à l'intérieur de la Terre. La première source de chaleur de la Terre est celle qui reste de la formation de la Terre, que l'on appelle chaleur initiale. En effet, au moment de la formation de la Terre, de nombreux corps célestes se sont agrégés et leurs impacts au moment de l'accrétion de la Terre a produit une quantité de chaleur gigantesque. Cette chaleur s'est en partie échappée au moment de la formation de la croûte, mais une partie importante est conservée à l'intérieur de la Terre dans le manteau et le noyau. On parle de chaleur résiduelle.

Enfin, il existe une dernière source de chaleur, elle correspond au refroidissement progressif du centre de la Terre au niveau du noyau. En effet, le noyau interne est solide alors que le noyau externe est liquide. En se refroidissant, le noyau liquide cristallise très lentement et devient solide. Cette cristallisation libère de l'énergie sous forme de chaleur. On parle de chaleur de différenciation.