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Influence d’une couche stratifiée dans le noyau terrestre

par Stages - 30 septembre 2013 ( maj : 7 mai 2014 )

Titre : Influence d’une couche stratifiée dans le noyau terrestre

Laboratoire de rattachement : ISTerre

Encadrant : Nathanael Schaeffer

Téléphone : 04 76 63 52 25

Contexte et objectifs de la mission de stage :

Récemment, les sismologues ont détecté ce qui pourrait être une couche stratifiée
dans le noyau, à la base du manteau. Une telle couche, dans laquelle les mouvements de convection ne peuvent pas ou peu pénétrer, pourrait affecter la dynamique du noyau.

Le but de ce stage est de quantifier l’influence de cette couche stratifiée de plusieurs manières.

1) comment les mouvements qui sont par ailleurs fortement influencés par la rotation changent en présence d’une telle couche ? Une étude des modes propres du fluide dans une cavité sphérique soumise à rotation et stratification pourra poser les bases physique de ce problème.

2) Si les mouvements sont fortement contraints dans cette couche, quelles seront les implications pour le champ magnétique terrestre ? Traverse-t-il la couche par diffusion seule ?

3) Une fois les phénomènes précédents appréhendés, des simulations directes du noyau en présence de stratification pourront être envisagées.

Le candidat devra écrire un programme de recherche des modes propres dans une sphère. Le langage préconisé est python, pour lequel des bibliothèques existantes permettront d’arriver à bout de ce problème dans le temps du stage. A partir de ces résultats, une étude théorique devrait permettre de tirer des conclusions pour le noyau à partir du champ magnétique tel que nous le mesurons. Enfin, si le temps le permet, des simulations directes pourront éclairer sur l’organisation des mouvements dans le noyau, en présence d’un forçage (mécanique ou thermique) et/ou d’ondes de torsion.

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