Modèles
thermiques simples de la croûte terrestre: un regard sur les Alpes
(PDF)
Jaboyedoff M. (1999), Soc. Vd. Sc. Nat. 86, 229-271.
(www.unil.ch/svsn/)
Résumé
Dans
l'étude de l'histoire métamorphique d'une région,
il est important d'être capable d'évaluer le temps et la
profondeur nécessaire à une roche pour atteindre une température
donnée. La première partie de ce travail est consacrée
à une revue des solutions analytiques simples des équations
de conduction de chaleur appliquées à des exemples géologiques
ainsi qu'aux ordres de grandeur des paramètres tels que conductivités,
diffusivités etc. Ces modèles simples démontrent
l'importance des processus d'exhumation et de la production de chaleur
radioactive.
Le régime d'exhumation qui affecte une chaîne de collision
comme les Alpes modifie profondément, par la remontée
vers la surface de roches "chaudes", le régime thermique
hérité d'une subduction, généralement assez
froide. Une simulation 1D par la méthode des différences
finies montre qu'un modèle simple rend assez fidèlement
compte du chemin Pression (~profondeur)- Température- temps dans
les Alpes. Néanmoins il montre que les flux de chaleur dans les
Alpes sont anormalement bas, impliquant un vraisemblable refroidissement
de la chaîne par des circulations d'eau induites par les forts
potentiels hydrauliques.
Abstract
When studying a regional metamorphic history, the
order of magnitude must be known in order to achieve a realistic model
of rock Pressure (depth) - Temperature -time evolution (P-T-t). In other
words, the necessary time and depth for a rock to reach a given temperature
must be calculated. The first part of this paper is dedicated to the
simplest analytical solution of the heat conduction equations applied
to geology. The order of magnitude of conductivity, diffusivity etc.
are also presented. Simple models demonstrate the importance of the
exhumation processes and radioactive heat production.
The exhumation rate of hot rocks involved in a collision chain like
the Alps deeply affects the initial thermal state of a collision chain.
1D finite difference simulation is compatible with the P-T-t path of
the Alps. Nevertheless, the heat flow density of the Alps is low compared
to the one expected. This implies a convincing cooling of the chain
by water circulation induced by high hydraulic head.
Key words : thermal modelling, Alps, erosion, water circulation, cooling,
exhumation.
