Thermal convection in miscible viscous fluids : mechanisms, scaling laws and implications for terrestrial planets

Convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène : phénoménologie, lois d'échelle et applications aux systèmes terrestres

• Auteur / Autrice : Michael Le Bars
• Direction : Claude Jaupart, Anne Davaille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique interne
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Institut de physique du globe (Paris ; 1921-....)

Mots clés

Mots clés libres

Convection thermochimique

Manteau terrestre

Résumé

Le manteau terrestre est hétérogène, mais les caractéristiques de ses réservoirs sont inconnues. Nous avons donc étudié un système simple, dans lequel deux fluides miscibles de densités et de viscosités différentes sont soumis à un contraste thermique déstabilisant. A faible nombre de flottabilité B (rapport entre la stratification chimique et l'anomalie thermique de densité), la convection se développe sur l'intégralité du système, tandis qu'à B plus fort, les fluides convectent séparémént. Dans les deux cas, le mélange prend place progressivement. Plusieurs comportements transitoires sont cependant possibles, parmi lesquels le régime pulsatif où de grands dômes oscilent sur toute l'épaisseur du système. Sur Terre, notre modèle analogique suggère une évolution depuis un régime à deux couches vers un régime à une couche. Une dynamique pulsative serait susceptible de fournir une explication simple aux grandes pulsations géologiques enrigistrées sur les planètes terrestres