L'origine du néon terrestre: Une étude expérimentale du fractionnement isotopique du Néon lors du dégazage des basaltes.
AMPHI OSUC
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Abstract
L’origine des éléments volatils de la Terre, cruciale pour comprendre l’évolution du Système Solaire primitif, la formation de la Terre et la vie, reste débattue. Les gaz nobles, en raison de leur inertie et de leur grande volatilité, servent de traceurs clés pour les principaux volatils tels que le CO2 et le H2O dans le manteau.
Les signatures des gaz nobles dans les panaches mantelliques, en particulier ceux des Galapagos, d’Hawaï et d’Islande, suggèrent un néon de type solaire acquis lors de la formation de la Terre. Deux modèles principaux expliquent l’origine du néon dans le manteau :
• Le néon a été incorporé dans un océan de magma à partir d’une atmosphère primaire riche en H et He, capturée par gravité.
• Le néon a été acquis sur des poussières irradiées par le vent solaire Soleil et incorporées dans des planétésimaux avant l’accrétion de la Terre.
La concentration résiduelle des éléments volatils du manteau dans les roches et les minéraux volcaniques est souvent influencée par des processus secondaires plutôt que par les concentrations primaires du manteau. Dans la plupart des basaltes océaniques, la phase volatile est dominée par le CO2. Il est généralement supposé que les concentrations et les rapports isotopiques des gaz nobles dans cette phase sont homogènes à travers les vésicules et dépendent de l’ampleur et du mécanisme de la perte de gaz du magma.
Cette thèse présente une recherche pionnière sur des échantillons synthétiques dont les principaux éléments volatils sont le dioxyde de carbone (CO₂) et le néon, en explorant deux conditions de dégazage :
• Un magma affecté par un apport de gas riche en CO2 et néon.
• Un magma où le dégazage est induit par la décompression.
La similitude des rapports isotopiques du néon observée dans les échantillons naturel, avec des valeurs intermédiaires entre les valeurs isotopiques solaires et celles de l’implantation du vent solaire, est en accord avec l’hypothèse que le manteau terrestre aurait pu incorporer du gaz issu d’une nébuleuse primordiale lors des premières étapes de la formation de la planète. Néanmoins, cette étude expérimentale présente des preuves convaincantes que le fractionnement isotopique peut se produire à différents stades de l’évolution des vésicules dans le magma, suggérant que les valeurs élevées des rapports isotopiques du néon dans les échantillons naturels doivent être interprétées avec prudence. Nous ne concluons qu’aucun des deux scénarios d’acquisition des volatils légers ne peut être pour l’instant rejeté.