Origine de la chaleur interne de la Terre

Origine de la chaleur interne de la Terre

La chaleur de la Terre provient d'une combinaison de processus physiques et chimiques qui se produisent dans différentes parties de l'intérieur de la planète. La Terre est un corps chaud immergé dans un espace froid et elle perd constamment de la température, à raison d'environ 130 ºC tous les 1 000 millions d'années. Cette perte progressive est le reflet de la dynamique interne de la planète et de son histoire géologique.

Les volcans et les systèmes hydrothermaux, tels que les sources d'eau chaude, sont des manifestations visibles de la chaleur interne de la Terre. Ces preuves à la surface nous permettent d'étudier et de mieux comprendre les processus qui génèrent et distribuent la chaleur terrestre.

6 processus qui génèrent la chaleur de la Terre

La chaleur interne de la TerreLes principaux processus responsables de la chaleur terrestre sont décrits ci-dessous, regroupés selon la région de l'intérieur de la planète où ils se déroulent :

  1. Chaleur latente de cristallisation : À la limite entre le noyau interne (solide) et le noyau externe (liquide), se produisent des réactions de cristallisation qui sont exothermiques et génèrent de la chaleur. Ce phénomène, appelé chaleur latente de cristallisation, contribue également au maintien du champ magnétique terrestre.
  2. Gravitation : La force gravitationnelle comprime les couches internes de la planète vers son centre, générant de la chaleur par friction lors du processus de contraction de la masse terrestre.
  3. Chaleur résiduelle issue de la formation des planètes : Cette chaleur est un vestige des collisions entre débris stellaires du disque protoplanétaire qui a donné naissance à la Terre il y a environ 4,5 milliards d'années. Bien qu’elle ait diminué avec le temps, elle contribue toujours à la chaleur interne.
  4. Chaleur cinétique ou frictionnelle : Entre le noyau externe et le manteau, de l'énergie est générée sous forme de chaleur en raison de la friction provoquée par les différentes réponses de ces couches au champ gravitationnel de la Lune et du Soleil (forces de marée).
  5. Réactions physicochimiques exothermiques : Dans le manteau, les pressions et températures élevées rendent les minéraux instables, entraînant des changements de phase continus. Ces processus libèrent de l’énergie sous forme de chaleur.
  6. Désintégration des isotopes radiogéniques : Dans la lithosphère (composée de la croûte et du manteau supérieur), les roches contiennent des éléments radioactifs tels que les isotopes 235U, 238U, 232Th et 40K. La décomposition de ces isotopes est exothermique et constitue la plus grande source de chaleur à la surface de la Terre.

Il est important de souligner que la température de la Terre augmente vers l'intérieur, passant d'une moyenne mondiale de 15 ºC à la surface à plus de 5 000 ºC dans le noyau interne.

Dépôts géothermiques

Les gisements géothermiques sont des zones où la chaleur interne de la Terre peut être utilisée. Il en existe trois types principaux :

Réservoirs d'eau chaude

Ceux-ci peuvent se manifester dans des sources chaudes ou se trouver dans des aquifères souterrains. Les sources chaudes sont utilisées depuis l’Antiquité comme bains thérapeutiques. Dans le cas des dépôts souterrains, l'eau chaude ou la vapeur sont extraites pour générer de l'énergie mécanique grâce à des turbines ou pour d'autres usages comme le chauffage.

dépôts secs

Dans ces réservoirs, les couches chaudes situées sous la surface ne contiennent pas d'eau. L'eau est injectée par des perforations et est récupérée déjà chaude pour capter son énergie à travers des échangeurs de chaleur. Par la suite, l’eau pourra être réinjectée pour poursuivre le cycle.

Geysers

GeyserLes geysers sont des sources chaudes spéciales qui expulsent périodiquement des colonnes d'eau chaude et de vapeur dans l'air.

Leur formation nécessite des conditions hydrogéologiques particulières, ce qui en fait un phénomène rare. Il existe actuellement environ 1 000 geysers sur la planète.

Quand a-t-on commencé à utiliser l’énergie géothermique ?

À la fin du XVIIe siècle, la Terre était conçue comme une masse en fusion dotée d’une croûte solide suite à son refroidissement. Au XIXe siècle, les premiers calculs de l'âge de la Terre ont été réalisés à partir de son évolution thermique. C'est également au cours de ce siècle que l'énergie géothermique a été définie comme la discipline qui étudie la chaleur terrestre, son origine, sa distribution et son utilisation.

La première utilisation pratique de l'énergie géothermique a eu lieu en 1904 à Larderello, en Italie, où l'électricité était produite en exploitant la vapeur géothermique. Depuis lors, cette source d’énergie a été développée comme une option durable pour produire de l’électricité, du chauffage et d’autres usages industriels.

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Date de Publication: 2 janvier 2018
Dernière Révision: 16 décembre 2024