(Dés)équilibres isotopiques dans les minéraux, les liquides et les amorphes - Mathieu Roskosz

Mathieu Roskosz - Université Lille 1

Mardi 17 juin 2014 à 15 h

IMPMC - Site Buffon - 61, rue Buffon, Paris 5e

Salle des élèves - 2e étage

Résumé

La notion d’équilibre, qu’il s’agisse d’un équilibre de phase ou d’un partage isotopique à l’équilibre est essentielle en Sciences de la Terre. Ainsi, notre capacité à décrire l’accrétion et la différenciation des planètes repose essentiellement sur la connaissance des propriétés des minéraux à l’équilibre. Pourtant, des premiers solides formés dans le disque circumstellaire aux laves recouvrant aujourd’hui les pentes de nombreux volcans, les indices de déséquilibre sont fréquents. Souvent négligées, ces manifestations nous semblent parfois brouiller une image qui, sans elles, pourrait être nette et élégante.

Dans cet exposé tourné vers les signatures isotopiques, je montre que la détermination des partages isotopiques dans des contextes atypiques, et l’identification des marqueurs de déséquilibre apportent au contraire une multitude de nouvelles contraintes. La démarche suivie est expérimentale. Deux volets principaux sont abordés : (1) la détermination des partages des isotopes du fer à l’équilibre et hors-équilibre en conditions magmatiques d’une part,  (2) l’évolution des signatures D/H d’analogues organiques et minéraux des poussières protoplanétaires lors des processus d’irradiation, d’hydratation et de déshydratation. A priori éloignés l’un de l’autre, ces thèmes découlent en fait d’une même question : comment un système minéralogique déséquilibré tend-il vers un nouvel équilibre ? Dans les deux cas, un jeu complexe entre mobilité globale et locale est à l’œuvre.

Loin de voiler nos modèles, ces marqueurs sont amenés à devenir à la fois des outils de diagnostic d’une minéralogie/pétrologie moderne et des moyens d’accès privilégiés aux durées, aux régimes thermiques ou aux conditions d’irradiation ayant présidé à la formation de nombreux matériaux naturels. Finalement, c’est peut-être dans ces processus exotiques et souvent hors-équilibre qu’il faudra aller chercher l’origine de certaines signatures minéralogiques et géochimiques de premier ordre.