cours m2 - nancy / partie 1
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Cours avec présentation d'articlesTRANSCRIPT
Révolution industrielle en géodynamique
Produire mais pourquoi faire ?
Workshop intergalactique de Nancy 2010 – 9.11.2010
- Philosophie du manteau profond
Workshop intergalactique de Nancy 2010 – 9.11.2010
- Philosophie du manteau profond
Quelle est la structure du manteau terrestre, comment fonctionne-t-il ?Les scientifiques les plus inventifs proposeront leurs modèles et les soumettront à la vindicte populaire
Une frontière infranchissable
La limite manteau supérieur - manteau inférieur
Allègre et al., Geophys. Res. Lett. 23, 3555-3557 (1996)
Des grumeaux
Davies, J. Geophys. Res. 89, 6017–6040 (1984)
Une « lava-lamp »
Kellogg et al., Science 283, 1881 - 1884 (1999)
Une poubelle
Christensen & Hofmann, J. Geophys. Res., 99, 19867(1994)
Une cafetière
Bercovici et Karato, Nature 425, 39-44 (2003)
Le manteau névrosé
Boyet et Carlson, Earth Planet. Sci. Letters, 250, 254-268 (2006)
Le coffre fort
Labrosse et al., Nature 450, 866-868 (2007)
Votons !!
Forces et faiblesses
Difficultés du chantier
Alors comment réaliser un modèle ?
Un modèle n’est pas un test d’hypothèse
Il doit permettre de réaliser des prédictions indépendantes des observations qui ont servi à le construire…
Outil de prédiction #1
modèle de boîte
• Conserver les espèces chimiques
• Relier les flux entre réservoirs à leurs compositions moyennes
Problème : pas de physique
Outil de prédiction #2
modèle géodynamique
Nakagawa & Tackley, 2004
Résoudre des équations de conservation contenant explicitement les termes de transports locaux
Problème #1 : modéliser la physique du fractionnement
30% des éléments incompatibles(producteurs de chaleur) sont dans la croûte continentale
Comment modéliser le transfert
d’éléments lors de la formation des
continents ?
Problème #2 : la diffusion
La diffusion chimique dans les solides est extrêmement faible
Mais il faut la prendre en compte
sinon pas de mélange possible
Problème #3 : numérique…• Méthode 1 : résoudre l’équation de
transport d’un champ chimique• Méthode 2 : advecter des traceurs
Dans les deux cas : dispersion de
l’erreur sur des simulations très
(trop?) longues
Comment construire de meilleurs outils ?
• Intégrer de la physique dans les modèles de boîtes
• Intégrer les processus microscopiques dans les modèles de convection