Deuxième rencontre avec M. Combes

Nous faisons le bilan des problèmes rencontrés : notre premier modèle (celui des boules d'acier qui se refroidissent) avait abouti à un âge de 920 Ga. Après correction, en n'appliquant ce modèle de conduction que sur 100 km de lithosphère, nous avons obtenu 57 Ma.

Ce temps de refroidissement est calculé à l'aide de notre relation Tau =d²/D, où d est la distance sur laquelle la chaleur se diffuse par conduction et D, la diffusivité thermique. 

Pourquoi d² ?

La diffusivité caractérise la capacité d’un matériau à transmettre de l’énergie.

Elle dépend donc de deux grandeurs physiques : le processus de transfert conductif qui est volumique (d³) et le chemin à parcourir jusqu’à la surface (d).

Cette diffusivité est donc caractérisée par le rapport d³/d=d².

Plus D est grand, plus le milieu est efficace pour diffuser.

Cependant nous avons obtenu cette valeur de D à l'aide de boules d'acier. Il s'agit donc de la diffusivité du fer, alors que la lithosphère est constituée de basalte.

Il nous faut donc trouver une expression de D, qui permette de le recalculer, à l'aide des grandeurs physiques que nous pouvons obtenir sur le basalte.

Ce résultat est encore trop faible d'un facteur dix. 

Mais nous venons de retrouver le résultat du grand physicien Lord Kelvin, qui avait aboutit lui à 400 Ma !

Grâce à M. Combes, nous avons compris que nos hypothèses n’avaient pas intégré des phénomènes très importants tels que le renouvellement permanent du plancher océanique et l’existence de zones de subduction.  En effet, nous avons découvert que les roches les plus vieilles datent de 3 milliards d’années, alors que les océans les plus vieux, eux, datent seulement de 280 Ma ! Le plancher océanique, qui se renouvelle sans cesse ainsi que les zones de subduction, doivent être pris en compte.
 
Nous avons vu qu’un des élèves de Kelvin, John Perry, avait soutenu l’idée que la convection entraînait une chute plus lente de la température à ces endroits par l'apport régulier de chaleur convective. La convection rallonge donc le temps de refroidissement. Mais ce modèle de Perry est encore incomplet : en fait, il a supposé une croûte d'épaisseur fixe, sous laquelle se fait la convection, comme c’est le cas sur Mars (car la surface est froide et très épaisse). Or la Terre se refroidit beaucoup par les dorsales, là où le plancher est jeune: plus on s’approche des dorsales, plus la température est élevée. Le refroidissement dépend donc de la quantité du plancher jeune, et cette proportion varie beaucoup dans le temps ! (voir diaporama "Conférence n°2')
 
C’est donc pour cela que nous ne trouvons toujours pas le bon résultat pour l’âge de la Terre, car nous avions négligé ces phénomènes fondamentaux.