Le fractionnement isotopique du Ca et du Sr à haute température : apport sur la formation et l'évolution de la Terre
Ca and Sr isotopic fractionation at high temperature : constraints on the formation and the evolution of Earth
par Elsa AMSELLEM sous la direction de Frédéric MOYNIER
Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'environnement
ED 560 Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers, Paris

Soutenue le vendredi 20 septembre 2019 à Université Paris Cité

Sujets
  • Analyse par dilution isotopique
  • Calcium
  • Carbonatites
  • Géochimie
  • Komatiite
  • Météorites
  • Rubidium
  • Strontium
  • Terre -- Manteau

Les thèses de doctorat soutenues à Université Paris Cité sont déposées au format électronique

Consultation de la thèse sur d’autres sites :

Theses.fr

Description en anglais
Description en français
Mots clés
Fractionnement isotopique
Resumé
La formation du Système Solaire et son évolution restent peu connues aujourd'hui malgré le grand nombre de missions d'exploration spatiale mises en place depuis la deuxième moitié du 20ème siècle. Pour obtenir des informations sur les premières phases de la formation de la Terre et l'évolution du manteau terrestre, les météorites et les roches ignées sont de bons objets d'étude: les premières sont des témoins des conditions de la formation du Système Solaire et sont formées avant les planètes, les secondes nous renseignent sur la composition du manteau terrestre. Ces travaux de thèse se consacrent à l'analyse isotopique du calcium (Ca), du strontium (Sr) et du rubidium (Rb) d'une grande variété de roches terrestres et extra-terrestres en utilisant le MC-ICP- MS. Les isotopes stables du Ca et Sr permettent de tracer des processus physico-chimiques liés à la formation des roches. Le système Rb-Sr permet quant à lui de dater des évènements liés à l'histoire de ces roches. Les chondres, composants majoritaires des chondrites, ont été étudiés par analyse isotopique du Ca pour tes- ter et confirmer un modèle récent d'accrétion planétaire, le pebble accretion model. D'autres phénomènes peuvent affecter les corps qui peuplent notre système solaire. Notamment les chondrites peuvent subir des épisodes de chauffage et donc subir un métamorphisme thermique. La chronologie Rb-Sr permet de dater ces évènements de chauffage et d'en révéler l'origine qu'on estime alors liée à des impacts dans la ceinture d'astéroïdes. Les échantillons terrestres, des komatiites, MORBs et OIBs sont analysés pour estimer la composition isotopique du manteau en Ca et Sr ainsi que son évolution. La composition des isotopes stables du Sr dans le manteau semble homogène dans le temps alors que les isotopes du Ca révèlent la préservation d'hétérogénéités datant du début de l'histoire de la Terre. Les carbonatites, roches magmatiques contenant au moins 50% de minéraux carbonatés, sont étudiées en isotopie du Ca dans l'optique de révéler leur origine. L'enrichissement en isotopes légers du Ca des carbonatites comparé à la valeur moyenne du manteau reflète une contribution de matériel recyclé dans leur source mantellique. Ces travaux de recherche visent à explorer les grandes applications du fractionnement isotopique du Ca et du Sr à haute température.