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Le bilan énergétique et l'état thermique de la Terre en formation

Les impacts et le ré-équilibrage qui s'ensuivent constituent également des défis en ce qui concerne le bilan énergétique et l'état thermique de la Terre en formation. De l'immense réservoir d'énergie gravitationnelle libérée pendant l'accrétion, quelle est la part d'énergie de compression de la matière, quelle part sert à élever (irréversiblement) sa température et quelle fraction a pu être évacuée par radiation ? La réponse à ces questions passe par des études diverses. D'abord, l'équation d'état de cette matière doit être connue, y compris pendant la phase de très haute pression de l'impact. De plus, il faut considérer l'ensemble des phases (minérales, liquide, gazeuse) qui peuvent se former, cohabiter (peut-être transitoirement). Nous pourrons mener des études numériques (calcul ab initio) dans cette gamme de pression et l'aspect expérimental (très hautes pressions) constitue une piste à considérer lors des futurs recrutements. Ensuite, les calculs des écoulements doivent prendre en compte la compressibilité de la matière, au-delà de l'hypothèse de Boussinesq souvent employée dans les études de convection planétaire. Il s'agit d'une piste nouvelle qui débute dans le thème "Terre et Planètes" (expériences en hyper-gravité en centrifugeuse et modélisation numérique) et qui pourra permettre de préciser l'état thermique de la Terre à ces débuts. Cette phase conditionne évidement toute l'histoire thermique de la planète jusqu'à nos jours.

Expérience de fragmentation et mélange de fluides immiscibles : évolution d’un volume d’une solution aqueuse de Nal (coloré) chutant dans de l’huile de silicone de faible viscosité. Ce type d’expériences constitue un modèle du mélange d’un noyau embryonnaire avec le manteau primitif (expériences R.Deguen).