Thèse de Matthieu Clog | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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Géochimie des isotopes stables

  Thèse de Matthieu Clog

Concentration et composition isotopique en hydrogène du manteau terrestre
Encadrant (et co-encadrant) : 
Résumé: 







Contraindre la concentration et la composition isotopique de l'hydrogène dans le manteau terrestre apporte des informations cruciales sur le cycle global de l'eau et la nature des hétérogénéités mantelliques. Dans ce but, les bordures vitreuses des basaltes sont les échantillons les plus adaptés. Lors de cette étude, 170 échantillons provenant de 4 rides océaniques et 2 points chauds ont été analysés pour leurs concentrations en eau et leur δD.
Au cours de ce travail, un biais analytique lié à l'utilisation de creusets en platine pour extraire les éléments volatils a été mis en évidence. L'utilisation de tubes en silice a donc été préférée. Les δD re-mesurés sur des échantillons précédemment analysés avec des creusets en platine sont en moyenne 15‰  plus élevés.
Le δD et le rapport H2O/Ce présentent des hétérogénéités régionales et locales et constituent des traceurs de source. La source des basaltes de ride contient 175±70 ppm d'eau, et pour un δD de -61±6‰. Les MORB de l'océan Atlantique sont plus riches en eau (~250ppm in the source) et en D (δD~-57‰) que ceux de la dorsale Sud-Est Indienne (140 ppm et -63‰ en moyenne), illustrant des processus de mélange diérents également vus à travers les rapports Pb/Ce. L'étude de la dorsale Sud-Ouest Indienne a montré que D et H2O/Ce sont des traceurs du métasomatisme.
Les concentrations en eau dans les sources des E-MORB et des OIB sont plus élevées et plus variables (entre 250 et 700 ppm). Les sources enrichies en eau et en éléments incompatibles ont des δD qui couvrent une gamme aussi large que celle des N-MORB (allant de -70 à -40‰). La confrontation avec les compositions isotopiques du néon et de Pb, Sr et Nd montre que le réservoir contenant des gaz rares primitifs est vraisemblablement pauvre en eau, et donc distinct du FOZO.
Par conséquent, il est possible de recycler ecacement de l'eau sans en changer la composition isotopique en hydrogène dans certaines zones de subduction.

Date de soutenance: 
Jeudi 02 Décembre 2010 - 15:00
Jury: 
Pr. Manuel MOREIRA, Président du jury, Dr. Marc CHAUSSIDON, Rapporteur, Pr. Charles LANGMUIR, Rapporteur, Dr. François ROBERT, Examinateur, Dr. Pierre CARTIGNY, Directeur de thèse, Dr. Cyril AUBAUD, Co-directeur de thèse