Artwork copyright 2006 Don Dixon/cosmographica.com<br />
Quelques grandes étapes de l&apos;évolution de la Terre solide<br />Nicolas Coltice<br />
J. Monteux<br />J. Hernlund (Berkeley)<br />Y. Ricard<br />F. Dubuffet<br />N. Flament<br />B. Marty (Nancy)<br />P. Rey (...
Que reste-t-il de la phase d’océan de magma ?<br />
Fusion par les impacts météoritiques<br />
Chaleur libérée par la ségrégation du noyau<br />Monteux et al., 2009<br />
Des anomalies sismiques à la base du manteau terrestre (ULVZ)<br />Rost et al., 2005<br />
Des poches de liquides !<br />Vp and Vs reduction up to 10 and 30% respectively (Rost et al., 2005)<br />Density of the me...
Un liquide dense ?<br />Chemicaleffect: Fe enrichment<br />Structural effect: densitycross-over of the meltaround 80GPa<br...
Présence d’un champ magnétique refroidissement du noyau (5TW)<br />Refroidissement de 1000K pendant 4.5Ga<br /> Le liqui...
Le modèled’océanmagmatique basal<br />Labrosse, Hernlund & Coltice, 2007<br />4.52 Ga<br />4.50 Ga<br />3.50 Ga<br />today...
 Forming denser and denser piles
 No melt entrainment</li></li></ul><li>Sesconséquencessur la géodynamo<br />
D’une Terre hadéenne à une Terre archéenne<br />Artwork copyright 2006 Don Dixon/cosmographica.com<br />
129I<br />244Pu + 238U<br />Les isotopes du Xénon comme traceurs<br /> (Kunz, Staudacher, Allègre 1998)<br />Half-lives :<...
Present-day mantle mantle  <br />Closed-system<br />mantle<br />6800<br />2-22<br />Contraintes sur le timing du dégazage<...
Comment dégazer le Xe du manteau ?<br />Accretion (choc)<br />Océan de magma (fusion)<br />Refroidissement de la Terre (co...
Coupler l’histoire thermique à celle du dégazage<br />Pour calculer D(t) il nous faut T(t) et S(t)<br />
Pas d’hypothèse sur la physique du refroidissement<br />
Prescrire une « surface » de fusion<br />
Les histoires magmatiques qui expliquent les isotopes du Xe<br />Coltice et al., 2009<br />
Les histoires thermiques qui expliquent les isotopes du Xe<br />Coltice et al., 2009<br />
D’une Terre Archéenne à une Terre moderne<br />
Une Terre archéennesous les eaux<br />Archean (~3.5 Ga) pillow lava (P. Rey)‏<br />From Kump and Barley (2007)‏<br />	Floo...
rare to absent throughout the Phanerozoic</li></ul>	These lavas have interacted with differentiated material<br />	(N. Arn...
Une Terre archéenne sans trace de granites en surface<br />Shales are a proxy for the composition of Earth&apos;s emerged ...
 no Eu anomaly
 Low LREE/HREE
 High [Sc]
Felsic sources:
Eu anomaly
 High LREE/HREE
 Enriched in Th, U</li></ul>From Taylor and McLennan (1985)‏<br />Pas de granite en surface? Pas d’érosion?<br />
Des causes thermiques ?<br />
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Quelques grandes étapes dans l'évolution de la Terre solide

  1. 1.
  2. 2. Artwork copyright 2006 Don Dixon/cosmographica.com<br />
  3. 3.
  4. 4. Quelques grandes étapes de l&apos;évolution de la Terre solide<br />Nicolas Coltice<br />
  5. 5. J. Monteux<br />J. Hernlund (Berkeley)<br />Y. Ricard<br />F. Dubuffet<br />N. Flament<br />B. Marty (Nancy)<br />P. Rey (Sydney)<br />R. Yokochi (Chicago)<br />S. Labrosse <br />
  6. 6. Que reste-t-il de la phase d’océan de magma ?<br />
  7. 7. Fusion par les impacts météoritiques<br />
  8. 8. Chaleur libérée par la ségrégation du noyau<br />Monteux et al., 2009<br />
  9. 9. Des anomalies sismiques à la base du manteau terrestre (ULVZ)<br />Rost et al., 2005<br />
  10. 10. Des poches de liquides !<br />Vp and Vs reduction up to 10 and 30% respectively (Rost et al., 2005)<br />Density of the melt up to 50% higher than solids <br />Thickness of 40km maximum<br />
  11. 11. Un liquide dense ?<br />Chemicaleffect: Fe enrichment<br />Structural effect: densitycross-over of the meltaround 80GPa<br /> (Mosenfelder et al., 2007)<br />
  12. 12. Présence d’un champ magnétique refroidissement du noyau (5TW)<br />Refroidissement de 1000K pendant 4.5Ga<br /> Le liquide à la base du manteau date de l’accrétion<br />Quandceliquides’est-ilformé?<br />
  13. 13. Le modèled’océanmagmatique basal<br />Labrosse, Hernlund & Coltice, 2007<br />4.52 Ga<br />4.50 Ga<br />3.50 Ga<br />today<br /><ul><li> Crystallizing dense melt richer and richer in Fe
  14. 14. Forming denser and denser piles
  15. 15. No melt entrainment</li></li></ul><li>Sesconséquencessur la géodynamo<br />
  16. 16. D’une Terre hadéenne à une Terre archéenne<br />Artwork copyright 2006 Don Dixon/cosmographica.com<br />
  17. 17. 129I<br />244Pu + 238U<br />Les isotopes du Xénon comme traceurs<br /> (Kunz, Staudacher, Allègre 1998)<br />Half-lives :<br />129I  16 Ma<br />244Pu  82 Ma<br /> 238U  4450 Ma<br />
  18. 18. Present-day mantle mantle <br />Closed-system<br />mantle<br />6800<br />2-22<br />Contraintes sur le timing du dégazage<br />30<br />0.25-1.5<br />1<br />1<br />136Xe<br />136Xe<br />129Xe<br />136Xe<br />136Xe<br />129Xe<br />244Pu<br />129I<br />244Pu<br />129I<br />238U<br />238U<br />
  19. 19. Comment dégazer le Xe du manteau ?<br />Accretion (choc)<br />Océan de magma (fusion)<br />Refroidissement de la Terre (convection)<br />Complet et instantanné<br />Partiel et sur la durée (~ 4.4By)<br />
  20. 20. Coupler l’histoire thermique à celle du dégazage<br />Pour calculer D(t) il nous faut T(t) et S(t)<br />
  21. 21. Pas d’hypothèse sur la physique du refroidissement<br />
  22. 22. Prescrire une « surface » de fusion<br />
  23. 23. Les histoires magmatiques qui expliquent les isotopes du Xe<br />Coltice et al., 2009<br />
  24. 24. Les histoires thermiques qui expliquent les isotopes du Xe<br />Coltice et al., 2009<br />
  25. 25. D’une Terre Archéenne à une Terre moderne<br />
  26. 26. Une Terre archéennesous les eaux<br />Archean (~3.5 Ga) pillow lava (P. Rey)‏<br />From Kump and Barley (2007)‏<br /> Flood volcanism on submerged continental platforms is:<br /><ul><li>common in the Precambrian
  27. 27. rare to absent throughout the Phanerozoic</li></ul> These lavas have interacted with differentiated material<br /> (N. Arndt, 1999)‏<br />
  28. 28. Une Terre archéenne sans trace de granites en surface<br />Shales are a proxy for the composition of Earth&apos;s emerged surface:<br /><ul><li>Mafic sources:
  29. 29. no Eu anomaly
  30. 30. Low LREE/HREE
  31. 31. High [Sc]
  32. 32. Felsic sources:
  33. 33. Eu anomaly
  34. 34. High LREE/HREE
  35. 35. Enriched in Th, U</li></ul>From Taylor and McLennan (1985)‏<br />Pas de granite en surface? Pas d’érosion?<br />
  36. 36. Des causes thermiques ?<br />
  37. 37. Les continents archéenschaudssont plats<br />
  38. 38. Les “pentes” se développent après l&apos;Archéen<br />Rey et Coltice, 2008<br />
  39. 39. Conséquencessurl’hypsométrie<br /><ul><li>Niveaumarinarchéen plus élevé</li></li></ul><li>Modéliser la surface continentaleemergée<br />Bathymetry:<br />Half-space cooling model<br />Comparison between two <br />recent thermal evolution <br />models:<br /><ul><li>Korenaga (2006)‏
  40. 40. Labrosse and </li></ul>Jaupart (2007)‏<br />Isostasy:<br />Volume conservation:<br />Flament et al., 2008<br />
  41. 41. Prédiction pour l’Archéenprécoce<br />Mantle 200 °C hotter ; continental area 20 % ; Archaean hypsometry<br />
  42. 42. Prédiction pour l’Archéentardif<br />Mantle 150 °C hotter ; continental area 80 % ; Archaean hypsometry<br />
  43. 43. Prédiction pour le protérozoïque<br />Mantle 100 °C hotter ; continental area 100 % ; present-day hypsometry<br />
  44. 44. Aujourd’hui<br />
  45. 45. Quelques grandes étapes de l&apos;évolution de la Terre solide<br />Phase d’océan magmatique dont il reste des vestiges à la base du manteau<br />Phase de volcanisme et refroidissement intense pendant l’Hadéen (pas de tectonique des plaques)<br />Une Terre archéenne sans relief et sous les eaux<br />Une Terre moderne se refroidissant doucement, avec une lithosphère et une croûte résistante<br />

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