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Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
UMR 7590 - Sorbonne Université/CNRS/MNHN/IRD

Zoom Science - La glace d’ammoniac est-elle stable à l’intérieur de Neptune ? - Septembre 2019

La molécule d’ammoniac (NH3) est peu abondante sur Terre à l’état naturel, mais son rôle important dans l’industrie chimique, notamment pour la fabrication d’engrais, explique qu’elle soit produite massivement à plus de 100 Mt par an.
Sa synthèse, via le procédé Haber, repose sur la réaction du diazote (N2) et du dihydrogène (H2) sous haute pression (15-25 MPa) et température (400-500°C).
En effet, l’ammoniac occupant un volume plus faible que les réactifs, est plus stable que ces derniers à haute pression. On suppose également que l’ammoniac a été synthétisé à partir de N2 et H2 au sein de la nébuleuse planétaire du système solaire, et s’est condensé dans les régions les plus éloignées du Soleil où se sont formées les planètes géantes Neptune et Uranus. Ces deux planètes auraient donc une couche interne épaisse de glaces composées majoritairement d’eau, de méthane et d’ammoniac, soumise à des pressions et des températures très élevées (jusqu’à 700 GPa et 6000 K). La stabilité chimique de l’ammoniac et son état physique, solide ou liquide, sont des données inconnues dans ces conditions. Or, celles-ci sont indispensables pour modéliser les intérieurs planétaires et mieux comprendre les analyses faites par les sondes spatiales, notamment celles du champ magnétique très particulier de ces planètes. En utilisant de nouveaux outils développés pour l’étude des composés légers sous conditions extrêmes, l’équipe PHYSIX de l’IMPMC, en collaboration avec des chercheurs du CEA et de l’ESRF, a réussi à sonder la courbe de fusion de NH3 et à étudier la stabilité de la molécule.

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Référence

"Melting curve and chemical stability of ammonia at high pressure: a combined x-ray diffraction and Raman study"
Jean-Antoine Queyroux, Sandra Ninet, Gunnar Weck, Gaston Garbarino, Thomas Plisson, Mohamed Mezouar, and Frédéric Datchi
Physical Review B, 99, 134107 (2019)

Article
 

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Cécile Duflot - 02/09/19

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