Les enveloppes fluides de la Terre, leur importance dans la géodynamique externe.

LES ENVELOPPES FLUIDES ET LEUR DYNAMIQUE
DES FLUIDES VECTEURS D'ENERGIE
L'énergie solaire
• le soleil (109 rayons terrestres, 99,8% de la masse du système solaire)
• l'énergie solaire (99,98% de la somme des énergies qui entretiennent la dynamique du système Terre – atmosphère – océan)
• l'origine de l'énergie solaire (réactions de fusion de l'hydrogène en hélium)
• le spectre électromagnétique
• la constante solaire (S = 1 368 W.m-2), le bilan radiatif et l'effet de serre
• l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre (23°27'), les variations énergétiques saisonnières
• la variation des paramètres orbitaux de la Terre au cours des temps géologiques ;
paramètres de Milankovitch
• (éventuellement, les taches solaires et les variations de luminosité)
L'eau
• une molécule aux propriétés physico-chimiques exceptionnelles (densité maximale à
3,982°C, tension superficielle la plus grande de tous les éléments, ...)
• les changements d'états de l'eau, le point triple ( P=610,1 Pa et T=0,01°C) ; les chaleurs
massiques et latentes de changement d'état, l'importance de la liaison hydrogène ; la
vaporisation et la pression de vapeur saturante, le refroidissement lié à l'évaporation, les
facteurs de l'évaporation (agitation de l'air, surface de liquide, source de chaleur)
• la solubilisation des gaz, inversement proportionnelle à la température de l'eau
L'atmosphère
• du grec ατμοσ = vapeur, l'atmosphère s'étend jusque vers 150 kilomètres d'altitude
• 9/10 de l'atmosphère correspondent à une épaisseur de 16km et 5/10 à 5,5km
• la pression atmosphérique moyenne à l'altitude zéro (1013,25 hPa) ;
• les constituants de l'atmosphère, permanents, temporaires
• la masse molaire de l'air (28,966 ; ce qui correspond à un poids spécifique d'environ
1,3kg.m-3)
• les constituants majeurs, les constituants mineurs naturels, les constituants
anthropiques ; leurs proportions
• la stratification de l'atmosphère
• ozone troposphérique et ozone stratosphérique (cycle de Chapman, destruction par NO
et NO2 ; et surtout par les molécules chlorées, Cl et ClO, libérées par les CFC)
LA DYNAMIQUE DES ENVELOPPES
La dynamique de l'atmosphère
• sa viscosité faible permet une dynamique pouvant être élevée
• la pression atmosphérique
• la force de Coriolis
• les zones de divergences : les anticyclones
• les zones de convergences : les dépressions
• la circulation globale de l'atmosphère : couplage de différentes cellules ; cellule de Hadley, cellule polaire ; cellule de Ferrel couplée aux deux précédentes, mais dont l'existence est discutée

• les jets-stream
• la circulation atmosphérique et les climats

• les vents, plus vieille énergie du monde ; différents exemples : brise de terre - brise de mer, mistral, foehn, vents catabatiques (à l'origine des loess) ; Les moussons (de l'arabe maussim = saison, traduit à l'origine le renversement annuel des vents) : mousson indienne, mousson africaine (l'harmattan)
La dynamique de l'océan
• la surface des océans représente 71 % de la surface terrestre, soit 360.106 km2
• la circulation océanique, clé des variations climatiques
• la circulation de surface
• le transport d'Eckman
• la circulation profonde ou thermohaline
• les upwellings équatoriaux ; les upwellings et downwellings côtiers ; les up- et downwellings liés à la pression atmosphérique
Le couplage des deux dynamiques
• les deux grandes enveloppes fluides, l'atmosphère et l'hydrosphère (cryosphère
lorsqu'elle est sous forme solide) interagissent avec la géosphère
• le cycle de l'eau ; de l'océan au continent ; de l'hémisphère austral à l'hémisphère boréal
• les variations en fonction de la répartition des continents
• l'inertie thermique des océans ; stockage et transferts d'énergie ; transferts latitudinaux
(importance de la force de Coriolis) ; cinétique des transferts (l'océan est le vecteur
principal entre l'équateur et 40° de latitude, l'atmosphère entre cette latitude et le pôle)

D'AUTRES CONNAISSANCES SUSCEPTIBLES D'ETRE INTEGREES DANS L'EXPOSE :
• les isotopes de l'oxygène
• les variations du niveau de la mer
• hydrothermalisme océanique
LES GRANDS THEMES DE GEODYNAMIQUE EXTERNE
Les transferts d'énergie
• climats et régulation climatique
• paléoclimats, eustatisme
• El Niño - ENSO
Les transferts de matière
• modelés terrestres
• pédogenèse
• ceintures latitudinales d'altérations
• cinétiques des altérations
• transport et sédimentation (« chromatographie » et tri géochimique, sédimentation
éolienne,...)
• aérosols (fertilisation côtière, pollutions, ...)
Les variabilités spatio-temporelles et le couplage avec la géodynamique interne :
• origine et évolution de l'atmosphère et de l'hydrosphère
• variations de la CCD (Pacifique-Atlantique, glaciaire-interglaciaire)
• productivité primaire et taux de sédimentation
• crises ; tectonique et climats (géométrie des continents, orogenèse, ...)