Convection Interne des Super-TeRrEs – CISTRE

La convection interne des super-Terres joue un rôle dans leur habitabilité potentielle. Plus encore qu'à l'intérieur de la Terre, la compressibilité est un facteur crucial. La forme de l'adiabat conditionne la structure convective du manteau et rend improbable l'existence d'une tectonique des plaques pour les super-Terres dix fois plus massives que la Terre. Nous proposons de conduire les premières expériences de convection thermique dans un régime de compressibilité comparable aux super-Terres. Ces expériences seront réalisées dans le rotor d'une centrifugeuse et permettront également d'étudier la convection dans le noyau des super-Terres, en prenant en compte l'effet de la rotation planétaire et la force de Coriolis associée ce qui rend cette étude également intéressante pour la convection dans les planètes gazeuses géantes. La modélisation numérique de la convection dans les expériences sera menée dans les limites imposées par les capacités des ordinateurs. Ces calculs seront également effectués dans la géométrie des planètes, pour une équation d'état appropriée. La gamme des paramètres accessible dans les expériences est intermédiaire entre celle accessible dans les calculs numérique et celle des super-Terres. Nous étudierons aussi les phénomènes de changements de phase dans les expériences en hypergravité. Nous utiliserons les résultats expérimentaux pour extrapoler les résultats numériques jusqu'aux conditions planétaires. Cette extrapolation sera particulièrement nécessaire pour les noyaux planétaires, pour les océans de magma et pour les phases possiblement supercritiques de mélange du noyau et du manteau profond pour les super-Terres massives.