Les sciences de la Terre utilisent les méthodes de la mécanique des matériaux dans divers secteurs d’activité, La tectonique des plaques, par exemple, est régie par les grands mouvements de convection du manteau terrestre, ce qui invoque de grandes déformations des roches à l’état solide, sous fortes pressions et températures. Faute de pouvoir y accéder pour caractériser ces roches in situ, il est nécessaire de construire des lois de comportement adaptées pour réaliser des simulations numériques adéquates. L’évolution du climat est influencée par la réflectivité des banquises polaires. Lorsque la banquise se fragmente, sa réflectivité diminue fortement, et l’océan sous-jacent absorbe davantage de chaleur solaire. Il est donc crucialm de disposer de modèles de rupture de la glace polaire pour alimenter les modèles climatiques. La simulation des impacts d’astéroïdes est utilisée pour reconstruire les événements à l’origine de l’extinction des dinosaures, et peut-être d’autres extibctions de masse plus anciennes.
La planétologie utilise des méthodes analogues pour contribuer à la compréhension des mécanismes de formation planétaire par impacts de petits corps (accrétion), de formation des cratères observés sur la Lune, Mars ou divers satellites du système Solaire. Le comportement mécanique de la glace est essentiel pour comprendre le cryo-volcanisme des lunes glacées des systèmes de Jupiter et Saturne dotées d’un océan sous-jacent.
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