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Gradient géothermique
La radioactivité naturelle des éléments radioactifs contenus dans les roches (U, Th,
K), dégage de la chaleur qui engendre un gradient thermique négatif vers la surface
terrestre. Dans une portion de l'écorce terrestre où les roches sont homogènes, et si
la température de la surface est constante, un équilibre s'établit qui se traduit par un
gradient constant d'environ 1 °C pour 33 m. Mais si la température de la surface
change, ce gradient va se modifier à partir de cette surface, cette modification (dite
transitoire) se propageant lentement en profondeur en perdant de son intensité
(
Fig. 136
). Ainsi, si l'on mesure ce gradient thermique on peut, par le calcul, remon-
ter à l'histoire des variations de température qui ont altéré la régularité du gradient
thermique. Ce gradient peut donc constituer un indicateur paléoclimatique.
1
température
surface du sol
3
2
2
3
1
4
temps
A
B
C
température
Fig. 136
- L'enregistrement des variations de température du sol
par le gradient géothermique
A : gradient thermique du sous-sol en fonction de la profondeur et des variations
éventuelles de température à la surface. 1 : gradient thermique constant corres-
pondant à un état d'équilibre avec une température de surface constante. 2 :
gradient thermique perturbé du fait d'un réchauffement de la surface. 3 : gradient
thermique perturbé du fait d'un refroidissement de la surface. Les perturbations
s'atténuent avec la profondeur.
B : gradient thermique du sous-sol perturbé successivement par (1) un réchauffe-
ment suivi d'un refroidissement (2), lui-même suivi d'un réchauffement (3). La
droite (4) indique le gradient thermique non perturbé.
C : Graphique des variations transitoires de la température au sol par rapport à un
état non perturbé déduites de la figure B. En abscisse, les temps, en ordonnée, les
températures. Inspiré de, L. Guillou-Frottier, L., 2006.
Géosciences
, 3 :12-17.
Des difficultés peuvent cependant intervenir. Beaucoup sont dues à une réparti-
tion irrégulière en profondeur de roches de conductivités thermiques diverses.
D'autres, à des phénomènes ayant altéré localement, directement ou indirectement,
la température de la surface (défrichements, feux de forêt, proximité de lacs, circu-
lation d'eaux souterraines, etc.).
D'une façon générale, les informations que l'on peut obtenir, avec lesquels on peut
remonter à quelques siècles, voire quelque millénaires, ne montrent pas de grands
