La radioactivité, le moteur de la tectonique des plaques?

Outre la gravitation universelle, les forces d’interactions fondamentales qui s’exercent sur la matière peuvent essentiellement d’écouler de la chaleur, spécialement celle provoquée par des réactions nucléaires. Il conviendrait, à défaut de toujours bien les connaître, d’évoquer un peu plus souvent les forces d’attraction ou de simple influence de la physique pure. La radioactivité est la désintégration de certains noyaux d’uranium 235 ou 238 (en plomb 206), de potassium 40 (en argon 40), de thorium 232, de rubidium 87 (en strontium 87) ou même de carbone 14 en azote 14. Elle peut contribuer à expliquer la chaleur interne du globe par la diminution de la masse de certains corps et l’émission de rayonnements électromagnétiques et de chaleur. Mais « ni l’abondance et la distribution des éléments radioactifs, ni le profil de température ou les propriétés physiques des matériaux terrestres à grande profondeur ne sont assez connus, et d’autres sources de chaleur doivent être considérées, telle la chaleur libérée au centre de la graine par la cristallisation de la graine » (Richet, 1999, p. 335).

Pour simplifier, le gradient thermique entre les profondeurs terrestres chaudes et la surface du globe plus froide, provoque ou reflète des changements de densité de la matière solide. Et dans le cadre des cellules thermiques de convection mantellique, se produisent simultanément des montées, des descentes et des lents déplacements horizontaux de « simples » courants de chaleur (plutôt que du magma bien réel) qui constituent le moteur traditionnel de la tectonique des plaques. « L’énergie nécessaire à la tectonique des plaques provient de ce que la chaleur, produite essentiellement par la radioactivité des roches de l’intérieur de la terre, est plus importante que celle que peut évacuer la conductivité thermique. Il s’en suit un déplacement des roches chaudes vers la surface ce qui permet une évacuation plus rapide et plus efficace de la chaleur » (Le Pichon, Nataf, 2001). Comme l’avance le directeur du Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique de Grenoble, il semble bien que « le moteur de la tectonique des plaques provient du fonctionnement thermique de la planète et met probablement en jeu l’intégralité du manteau et de la croûte » (Campillo, 2000).

Bibliographie:

- CAMPILLO Michel, 2000, « Tremblements de terre. La prédiction est-elle possible ? » D’après une réécriture « libre » d’une interview donnée à l’occasion d’une émission sur France-Culture, Paris. (http://www.prevention2000.org/).

- LE PICHON Xavier, NATAF Henri-Claude, 2001, « Moteur de la tectonique des plaques », E.N.S. Lyon. (http://www.ens-lyon.fr/Planet-Terre/Infosciences/Geodynamique/Mouvements-plaques/Tectonique/Articles/moteur.htm)

- RICHET Pascal, 1999, L’âge du monde, Paris, Seuil, 381 p.

Le flux de chaleur terrestre est bien du à la désintégration des éléments radioactifs présents dans les différentes enveloppes de la Terre et à la cristallisation de la graine solide au centre du noyau liquide. Mais un autre facteur est à prendre en compte : la chaleur résiduelle accumulée lors de la formation de la Terre.

Le détecteur Kamiokande a récement perçu pour la première fois des neutrinos en provenance de l'intérieur de la Terre. Sur les 44 tW que la surface de la planète reçoit, 19 seraient dus à la désintégration des roches radioactives, 20 à la phase d'accrétion lors de la formation de la Terre et 5 à la cristallisation de la graine.