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La Terre produit de la chaleur qui est évacuée à travers les différentes enveloppes géologiques. Ainsi, plus on descend en profondeur, plus la température augmente. Un phénomène déjà notifié durant l'Antiquité lors de la création des premières mines. Avec environ 3,3 °C de plus par 100 mètres, l'augmentation de la température est en effet bien ressentie et clairement mesurable au sein de la croûte continentale.
Une courbe qui illustre le lien entre température et profondeur
Cette relation qui existe entre température et profondeur peut être illustrée sous la forme d'une courbe que l'on appelle un « géotherme ». Il n'existe pas un unique géotherme pour l'ensemble de la Terre. Le géotherme doit être considéré de manière locale ou régionale. En effet, l'accroissement de la température avec la profondeur ne fera pas de la même manière dans tous les endroits du globe. La courbe du géotherme peut ainsi montrer une certaine variabilité qui va dépendre du contexte tectonique et magmatique.
Des réactions minéralogiques qui dépendent du géotherme
Les géothermes permettent de comprendre l'évolution des roches et des processus qui se jouent verticalement lors de l'enfouissement ou de la remontée de matériel géologique. Le géotherme reflète en effet les conditions de température et de pressionpression qui règnent à une certaine profondeur. Or, ce sont ces conditions qui vont déterminer certaines transformations des roches, comme la fusion partielle et la génération de magma, les réactions métamorphiques, le métasomatismemétasomatisme... Ces transformations modifient les assemblages minéralogiques de manière que certains minérauxminéraux peuvent être considérés comme des marqueurs d'un couple température/pression-profondeur. C'est l'étude de ces minéraux qui a notamment permis l'établissement des différents géothermes.
L'allure des géothermes va également permettre de contraindre le comportement rhéologique des roches en profondeur et de mieux comprendre la géodynamique d'une région.
Le gradient géothermique
On parle souvent de gradientgradient géothermique. Il s'agit de la dérivée de la courbe du géotherme. La valeur obtenue représente l'accroissement de la température avec la profondeur. Le gradient géothermique est donc donné en °C/100 m ou °C/km. Il permet de comparer rapidement l'état thermique du sous-sol en différents lieux. Ainsi, on remarque que si le gradient géothermique est en moyenne de 4 °C/100 m en France, il peut atteindre 10 °C/100 m en Alsace, ou au contraire seulement 2 °C/100 m dans l'orogèneorogène des Pyrénées.
