Suite

2 : Formation et structure de la Terre - Géosciences


  • 2.1 : Terre primitive
    La Terre à ses débuts était comme une représentation de l'enfer, de la roche brûlante et des fumées étouffantes, en raison de l'accrétion de débris cosmiques. La surface était essentiellement un océan de magma, des conditions beaucoup trop dures pour que quoi que ce soit puisse survivre. De l'eau et une atmosphère très précoce étaient présentes et des roches crustales ont commencé à se former. Mais le manteau était en convection et le volcanisme était intense. De gros astéroïdes n'arrêtaient pas de tomber, produisant des cratères et une perturbation globale à grande échelle.
  • 2.2 : Structure de la Terre
    La structure de la terre a été classiquement divisée en quatre grands groupes. La croûte, le manteau et les noyaux externe et interne ont tous été définis par leurs propriétés chimiques uniques basées sur des études d'activité volcanique et sismique ainsi que sur des estimations de masse de la Terre qui ont permis de déterminer les densités des différentes couches. . La façon dont ces couches interagissent les unes avec les autres a des implications importantes sur l'activité volcanique, sismique et électromagnétique.
  • 2.3 : Dérive des continents
    La dérive des continents a d'abord été conçue par des érudits et des philosophes nommés Francis Bacon, George Buffon et Alexander von Humboldt. Au fur et à mesure que les cartes devenaient plus précises, les masses continentales ont commencé à apparaître comme des pièces de puzzle. Les continents s'étaient autrefois rapprochés mais s'étaient séparés après des millions d'années. Les continents maintenant éloignés les uns des autres présentaient des sédiments, des formations rocheuses et une végétation similaires, soutenant la théorie selon laquelle ils constituaient une seule masse continentale dans le passé.
  • 2.4 : Preuve de la tectonique des plaques
  • 2.5 : Types de limites de plaques
    La catégorisation des limites des plaques est basée sur la façon dont deux plaques se déplacent l'une par rapport à l'autre. Il existe essentiellement trois types de limites de plaques, qui sont divergentes, convergentes et transformées.
  • 2.6 : Marges continentales et bassins océaniques
  • 2.7 : Résumé

Vignette : Schéma de la Terre. (CC-SA-BY 3.0; Kelvinsong).


Programme de licence Géosciences

Êtes-vous fasciné par notre planète? Souhaitez-vous l'explorer de plus près? Vous aimez travailler et faire des expériences en extérieur ? Dans le programme de baccalauréat en géosciences, vous apprendrez comment la Terre et toutes ses formes de vie se sont développées au cours des 4,5 derniers milliards d'années. Cela vous permet de bénéficier d'un accès aux offres de deux excellentes universités : la TU Graz et l'Université de Graz.


Analyse structurelle

La croûte terrestre contient des structures presque partout, et les objectifs de la géologie structurale sont de documenter et de comprendre ces structures. En général, les travaux en géologie structurale visent trois objectifs ou niveaux de compréhension différents.

  • Descriptif ou alors Géométrique analyse – quelles sont les positions, les orientations, les tailles et les formes des structures qui existent actuellement dans la croûte terrestre ?
  • Cinématique analyse – quels changements de position, d'orientation, de taille et de forme se sont produits entre la formation des roches et leur configuration actuelle ? Ensemble, ces changements sont appelés déformation . Les changements de taille et de forme sont appelés souche l'analyse des déformations est une partie spéciale de l'analyse cinématique.
  • Dynamique analyse – quoi les forces exploité et combien énergie était nécessaire pour déformer les roches dans leur configuration actuelle? Le plus souvent, en analyse dynamique, nous nous intéressons à la concentration des forces. Stress , ou force par unité de surface, est une mesure courante de la concentration de force utilisée dans l'analyse dynamique.

Il est important de garder ces trois distincts. En particulier, assurez-vous que vous pouvez d'abord décrire les structures, avant d'essayer de comprendre ce qui s'est déplacé où, et évitez de sauter aux conclusions sur la force ou la contrainte sans d'abord comprendre à la fois la géométrie et la cinématique de la situation.

Une grande partie de ce livre se concentrera sur l'objectif descriptif ou géométrique, qui est une base pour une meilleure compréhension. Une fois les structures bien décrites, vous pourrez procéder à des conclusions cinématiques et parfois dynamiques.


Développement historique des conceptions alternatives

En 1692 Edmund Halley (dans un journal imprimé en Transactions philosophiques de la Royal Society of London) a avancé l'idée de la Terre consistant en une coquille creuse d'environ 500 milles d'épaisseur, avec deux coquilles concentriques internes autour d'un noyau le plus interne, correspondant respectivement aux diamètres des planètes Vénus, Mars et Mercure. [ 16] La construction de Halley était une méthode de comptabilisation des valeurs (défectueuses) de la densité relative de la Terre et de la Lune qui avait été donnée par Sir Isaac Newton, dans Principia (1687). "Sir Isaac Newton a démontré que la Lune est plus solide que notre Terre, comme 9 à 5, " Halley a fait remarquer "pourquoi ne pouvons-nous pas supposer que les quatre neuvièmes de notre globe sont des cavités ?" [ 16]


La Terre adaptée aux enfants

Notre planète natale, la Terre, est une planète terrestre rocheuse. Il a une surface solide et active avec des montagnes, des vallées, des canyons, des plaines et bien plus encore. La Terre est spéciale parce que c'est une planète océanique. L'eau couvre 70 pour cent de la surface de la Terre.

L'atmosphère terrestre est composée principalement d'azote et contient beaucoup d'oxygène à respirer. L'atmosphère nous protège également des météorites entrantes, dont la plupart se brisent avant d'atteindre la surface.

Visitez NASA Space Place pour plus d'informations adaptées aux enfants.

Surface

Comme Mars et Vénus, la Terre a des volcans, des montagnes et des vallées. La lithosphère terrestre, qui comprend la croûte (à la fois continentale et océanique) et le manteau supérieur, est divisée en d'immenses plaques en mouvement constant. Par exemple, la plaque nord-américaine se déplace vers l'ouest au-dessus du bassin de l'océan Pacifique, à peu près à un rythme égal à la croissance de nos ongles. Les tremblements de terre se produisent lorsque des plaques se frottent les unes contre les autres, se chevauchent, entrent en collision pour former des montagnes ou se séparent et se séparent.

L'océan mondial de la Terre, qui couvre près de 70 pour cent de la surface de la planète, a une profondeur moyenne d'environ 2,5 miles (4 kilomètres) et contient 97 pour cent de l'eau de la Terre. Presque tous les volcans de la Terre sont cachés sous ces océans. Le volcan Mauna Kea d'Hawaï est plus haut de la base au sommet que le mont Everest, mais la majeure partie est sous l'eau. La plus longue chaîne de montagnes de la Terre est également sous-marine, au fond des océans Arctique et Atlantique. Il est quatre fois plus long que les Andes, les Rocheuses et l'Himalaya réunis.

Atmosphère

Près de la surface, la Terre a une atmosphère composée de 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et 1 % d'autres gaz tels que l'argon, le dioxyde de carbone et le néon. L'atmosphère affecte le climat à long terme de la Terre et la météo locale à court terme et nous protège d'une grande partie des radiations nocives provenant du Soleil. Il nous protège également des météorites, dont la plupart brûlent dans l'atmosphère, vues comme des météores dans le ciel nocturne, avant qu'elles ne puissent frapper la surface sous forme de météorites.

Magnétosphère

La rotation rapide de notre planète et le noyau de nickel-fer en fusion donnent naissance à un champ magnétique, que le vent solaire déforme en forme de larme dans l'espace. (Le vent solaire est un flux de particules chargées continuellement éjectées du Soleil.) Lorsque des particules chargées du vent solaire sont piégées dans le champ magnétique terrestre, elles entrent en collision avec des molécules d'air au-dessus des pôles magnétiques de notre planète. Ces molécules d'air commencent alors à briller et provoquent des aurores, ou aurores boréales et australes.

Le champ magnétique est ce qui fait que les aiguilles de la boussole pointent vers le pôle Nord, quelle que soit la direction dans laquelle vous vous tournez. Mais la polarité magnétique de la Terre peut changer, inversant la direction du champ magnétique. Les archives géologiques indiquent aux scientifiques qu'une inversion magnétique a lieu environ tous les 400 000 ans en moyenne, mais le moment est très irrégulier. Pour autant que nous le sachions, une telle inversion magnétique ne cause aucun dommage à la vie sur Terre, et il est très peu probable qu'une inversion se produise avant au moins mille ans. Mais lorsque cela se produit, les aiguilles de la boussole sont susceptibles de pointer dans de nombreuses directions différentes pendant quelques siècles pendant que le changement est en cours. Et une fois le changement terminé, ils pointent tous vers le sud au lieu du nord.

Anneaux

Lunes

La Terre est la seule planète qui a une seule lune. Notre Lune est l'objet le plus brillant et le plus familier du ciel nocturne. À bien des égards, la Lune est responsable de faire de la Terre un si grand foyer. Il stabilise l'oscillation de notre planète, ce qui a rendu le climat moins variable pendant des milliers d'années.

La Terre héberge parfois temporairement des astéroïdes en orbite ou de gros rochers. Ils sont généralement piégés par la gravité terrestre pendant quelques mois ou quelques années avant de revenir sur une orbite autour du Soleil. Certains astéroïdes seront dans une longue &ldquodance&rdquo avec la Terre car tous deux sont en orbite autour du Soleil.

Certaines lunes sont des morceaux de roche qui ont été capturés par la gravité d'une planète, mais notre Lune est probablement le résultat d'une collision il y a des milliards d'années. Lorsque la Terre était une jeune planète, un gros morceau de roche s'y est écrasé, déplaçant une partie de l'intérieur de la Terre. Les morceaux résultants se sont regroupés et ont formé notre Lune. Avec un rayon de 1 080 milles (1 738 kilomètres), la Lune est la cinquième plus grande lune de notre système solaire (après Ganymède, Titan, Callisto et Io).

La Lune est plus éloignée de la Terre que la plupart des gens ne le pensent. La Lune se trouve en moyenne à 238 855 milles (384 400 kilomètres). Cela signifie que 30 planètes de la taille de la Terre pourraient s'insérer entre la Terre et la Lune.

Potentiel de vie

La Terre a une température très hospitalière et un mélange de produits chimiques qui ont rendu la vie possible ici. Plus particulièrement, la Terre est unique en ce sens que la majeure partie de notre planète est recouverte d'eau, car la température permet à l'eau liquide d'exister pendant de longues périodes. Les vastes océans de la Terre ont fourni un endroit pratique pour que la vie ait commencé il y a environ 3,8 milliards d'années.


Chapitre 7 : Défi de chapitre

Dans cette section, vous trouverez des documents qui soutiennent la mise en œuvre de EarthComm, Chapitre 7 : Défi de chapitre.

Référence

Évolution du système terrestre

L'Eon Archaen et Hadean, Univ. du musée californien de paléontologie
Bref aperçu de la formation initiale de la Terre.

Processus d'impact sur la Terre primitive, Univ. de Vienne
Décrit les processus d'impact qui se sont produits pendant la période des derniers bombardements intenses.

La formation de la Terre et sa structure intérieure, L'universite de Wisconsin-Madison
Aperçu de la formation de la Terre, y compris le bombardement par des débris météoriques.

Évolution des Continents et des Océans, Université de l'Indiana
Vue d'ensemble des processus qui forment la nouvelle croûte et consomment l'ancienne croûte. Examine également l'évolution et les caractéristiques de la croûte continentale, y compris les boucliers et les plates-formes.

L'ère précambrienne, Université de Michigan
Décrit l'histoire géologique de la Terre, y compris sa formation et l'évolution de sa croûte primitive.

L'évolution de la croûte continentale, Université de Washington
Examine les conditions requises pour la formation des continents. Compare les planètes et la mesure dans laquelle ces conditions existent.

La magnétosphère : notre bouclier dans l'espace, Nasa
Décrit le champ magnétique terrestre et sa relation avec le vent solaire.

Sphères Fluides

Origine de l'atmosphère terrestre, Université de l'Est de l'Illinois
Décrit les compositions des atmosphères terrestres et comment elles ont été produites.

Comment l'atmosphère et les océans de la Terre se sont-ils formés ?, L'Université du Michigan
Examine l'atmosphère primitive de la Terre et comment elle s'est formée par la libération de gaz piégés à l'intérieur de la Terre.

Le cycle du carbone et le climat de la Terre, Université Columbia
Décrit le cycle du carbone à travers le système terrestre et le rôle que joue le carbone dans l'altération des roches.

Formation de fer rubané, Université de l'Oregon
Examine la formation de formations de fer rubanées.

De la soupe aux cellules, l'origine de la vie, Musée de paléontologie de l'Université de Californie
Examine les preuves des premières formes de vie de la Terre. Considére où et comment la vie est née.

Comment est née la vie ?, Musée de paléontologie de l'Université de Californie
Examine la série d'étapes qui ont conduit à la formation de formes de vie multicellulaires.

Étudier l'origine de la vie, Musée de paléontologie de l'Université de Californie
Considére le rôle de l'ARN et de l'ADN dans l'évolution des êtres vivants.

Origine de la vie : la théorie de la panspermie, Sonali S. Joshi
Aperçu de la théorie de la panspermie, qui suggère que la vie sur Terre a été transportée vers la Terre depuis un autre endroit de l'univers.

Origines de la vie sur Terre, Collège communautaire Fulton-Montgomery
Aperçu de diverses théories sur la façon dont la vie sur Terre est née et a évolué vers des formes multicellulaires.

Cyanobactéries : Fossil Record, Musée de paléontologie de l'Université de Californie
Examine la formation de stromatolites à partir de cyanobactéries et les preuves fossiles qu'elles contiennent des premières formes de vie.

Stromatolites, Collège Carleton
Aperçu des stromatolites. Comprend plusieurs images de différentes formes de stromatolites.

Histoire géologique, Le musée virtuel des fossiles
Examine l'échelle de temps géologique et les événements majeurs qui se sont produits à différentes périodes.

Chronologie géologique, Musée d'histoire naturelle de San Diego
Descriptions approfondies des formes de vie courantes présentes dans les subdivisions du temps géologique.

Extinction de masse, Musée Paléontologique Virtuel Hooper
Fournit une brève discussion sur les extinctions de masse.

Causes des extinctions massives, Université d'État de Pennsylvanie
Site Internet détaillé offrant des informations sur les causes des extinctions et les événements futurs possibles.


Les fichiers Matlab utilisés pour la distribution statistique des données isotopiques sont disponibles sur demande auprès de l'auteur correspondant.

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2. Pourquoi les modèles géophysiques sont-ils intéressants ?

La Terre n'est pas en équilibre thermodynamique. La chaleur s'écoule du noyau fondu vers la croûte, à travers un manteau de convection. Les vents soufflent, la pluie tombe et les montagnes s'érodent, tandis que l'énergie du Soleil est traitée et re-rayonnée vers le fond plus frais de l'espace. La vie arrive et, ce faisant, change le monde. Les moyens qui ont façonné la géographie que nous voyons aujourd'hui sont dynamiques, complexes, non équilibrés et non linéaires. Ce sont les conditions naturelles dans lesquelles s'attendre à une auto-organisation, et les modèles que l'on peut trouver nous renseignent sur la physique de ces systèmes. De plus, les mécanismes de formation de motifs peuvent être très robustes, ils ne sont pas seulement observés dans des situations de laboratoire contrôlées, mais survivent également (et peuvent même prospérer) au bruit des environnements géomorphiques réels.

L'une des forces de l'approche moderne des motifs est son universalité. La même instabilité peut apparaître dans une grande variété de situations. L'article fondateur de Turing sur « La base chimique de la morphogenèse », par exemple, a décrit les conditions nécessaires pour générer une instabilité linéaire dans un système avec deux morphogènes chimiques réactifs et diffusants [13]. En général, il s'applique à deux (ou par une généralisation simple, plus) champs en interaction vous et v, où

Ce système simple est instable aux bandes périodiques, ou taches, lorsque le rapport des diffusivités est suffisamment élevé, et les termes d'interaction F et g sont alternativement excitatrices (par exemple ∂F/∂vousϠ) et inhibiteur (∂g/∂vπ). De plus, les valeurs de ces termes, qui peuvent être dérivées d'interactions microscopiques, prédisent une échelle de longueur la plus instable, à laquelle des motifs apparaissent. Ce mécanisme sous-tend directement environ un tiers des articles de ce numéro thématique. L'Heureux [7] en applique une forme, proche de son intention initiale, pour montrer comment les modèles de précipitations périodiques sont trouvés dans une variété de roches. Ces bandes constituent donc un enregistrement chimique permanent des processus dynamiques de sa formation et ne peuvent être lues qu'avec une compréhension appropriée des rétroactions non linéaires et des instabilités du système. Les variables en interaction peuvent cependant être plus subtiles. Zelnik et al. [14] étudient le processus de désertification dans une série de modèles de végétation des terres arides, où l'humidité et la biomasse interagissent pour donner naissance soit à des motifs de taches végétatives, soit à un sol nu. Penny et al. [15] partagent une étude observationnelle d'un modèle similaire, où la symétrie est brisée par des collines, et le drainage de l'eau vers le bas conduit à des bandes orientées. Enfin, Da Lio et al. [16] décrivent des zones humides, où les interactions entre le flux de sédiments et la biomasse stabilisent une série de plates-formes végétalisées étagées.

L'universalité des systèmes de formation de motifs peut également être un défi. Le sol modelé des sols de pergélisol a une structure évidente. Des modèles numériques détaillés peuvent bien reproduire les formes de ce terrain. Cependant, comme discuté par Hallet [17], de tels modèles peuvent générer un modèle similaire à la suite du soulèvement dû au gel ou de la convection des eaux souterraines. Le modèle gel-soulèvement est désormais privilégié, mais uniquement à la suite de cycles de prédiction et de validation. Dans un autre exemple, certains motifs labyrinthiques dans les graminées ressemblent superficiellement aux motifs de végétation basés sur la réaction et la diffusion de plantes plus grandes, mais peuvent résulter du mécanisme entièrement différent de la convection en milieu poreux [18]. La similitude de forme seule, quelle que soit sa beauté, est insuffisante pour prouver qu'un modèle utile de formation de motifs est nécessairement quantitatif et décrit des caractéristiques supplémentaires telles que la sélection de la longueur d'onde, la mise à l'échelle, les taux ou l'emplacement des points de bifurcation entre les motifs dans l'espace des paramètres. À leur tour, ces détails quantitatifs guident les tests supplémentaires des modèles par rapport aux mesures sur le terrain et aident à la conception d'expériences analogiques significatives. Une fois qu'une compréhension est acquise et testée, on peut se tourner vers l'interprétation, et ici les modèles peuvent être de puissants diagnostics de conditions qui n'existent plus ou qui (par exemple d'autres planètes, des échelles de temps longues) sont difficiles d'accès directement.


Géosciences

Le NAWI Graz Geocenter et le programme de maîtrise en géosciences combinent recherche fondamentale, recherche appliquée et sciences de l'ingénieur dans une approche intégrée unique dans les pays germanophones. Ce programme est enseigné en anglais, reflétant sa perspective internationale.

Ce programme d'études est-il fait pour vous?

Intérêts qui constituent une bonne base pour ce programme d'études

Vous devez avoir un intérêt pour les activités de laboratoire expérimentales et analytiques et apprécier à la fois les travaux de terrain géologiques classiques et la modélisation informatique. Une condition de base pour ce programme de maîtrise est un premier diplôme pertinent.

À propos du programme d'études

Géosciences à l'Université de Graz

Dans ce programme d'études, vous étudierez la formation et la structure de la Terre et de la vie sur celle-ci, ainsi que la sauvegarde et l'utilisation des ressources naturelles. Les sujets de recherche vont des processus globaux (par exemple la tectonique des plaques, l'océanographie, l'évolution) aux processus géochimiques et hydrochimiques aux niveaux micro et nano, ou le développement d'aquifères, aux applications géotechniques. Für die Zulassung ist ein facheinschlägiges Vorstudium notwendig.

D'autres études

Programme de doctorat en sciences naturelles

Le programme de doctorat en sciences naturelles vous permet de développer vos propres intérêts de recherche et de perfectionner vos compétences méthodologiques. Vous travaillerez de manière indépendante pour enquêter sur des questions académiques et contribuerez au développement des connaissances et de l'innovation dans votre domaine.

Les perspectives de carrière

Préparation à un large éventail de cheminements de carrière

En tant que diplômé de ce programme de maîtrise, vous aurez un large éventail d'options d'emploi dans des rôles universitaires et appliqués dans les géosciences. Les domaines de travail typiques incluent l'industrie de la construction, la gestion de l'eau, la géotechnique, la gestion de l'environnement et des ressources, les industries des matériaux et chimiques, les bureaux d'études en ingénierie géotechnique, ou les musées et les autorités publiques. Vous pourrez également travailler dans la recherche fondamentale et appliquée dans les universités et les institutions non universitaires.

Remarque sur l'inscription

Admission to the master’s programme is selective for anyone who is not a graduate of the subject-relevant bachelor’s programme at the University of Graz.


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Voir la vidéo: GÉOSCIENCES Comprendre la formation et la composition du noyau terrestre (Octobre 2021).