E-Séminaire - L'état d'oxydation du titane dans l'hibonite à l'échelle atomique : implications pour la thermodynamique du système solaire primitif - Pierre-Marie Zanetta

Jeudi 8 avril 2021 à 16 h en visioconférence

Pierre-Marie Zanetta - Lunar and Planetary Laboratory - University of Arizona

Résumé

Le système solaire primitif a été marqué par la condensation de matériaux solides et réfractaires à partir d'un gaz au sein d’un disque protoplanétaire. La détermination des conditions de formation (température, pression et fugacité d’oxygène fO₂) de ces assemblages minéralogiques permet de mieux contraindre le « paysage thermodynamique » du système solaire primitif. Parmi ces phases, l'hibonite (CaAl₁₂O₁₉) présente un intérêt particulier car (i) c'est l'une des premières phases à se former à haute température (1560 K) dans la nébuleuse solaire et (ii) des quantités importantes de métaux de transition tels que Ti, V et Fe ont été entreposées dans sa structure. Le Ti est le plus abondant et est retrouvé sous deux états d'oxydation (Ti³⁺ et Ti⁴⁺) dans le cristal. Le mécanisme exact d'incorporation du Ti est débattu, mais la mesure de ses états d'oxydation peut fournir des informations sur les conditions thermodynamiques dans lesquelles l’hibonite s'est formée ou s'est équilibrée pour la dernière fois. Je montrerai dans un premier temps comment la spectroscopie de perte d'énergie électronique (EELS) au microscope électronique à transmission (TEM) peut nous permettre de mesurer le ratio Ti⁴⁺/ΣTi. J’appliquerai ensuite cette méthode à des hibonites extraites dans des météorites primitives (Léoville et NWA5028) à différentes échelles ; allant de la nano-échelle (150 x 150 nm) où des gradients de Ti⁴⁺/ΣTi peuvent être enregistrés, jusqu’à l’échelle atomique. Enfin, je discuterai comment la cristallochimie de l’hibonite peut potentiellement nous donner accès aux conditions initiales du système et quelles en sont les implications en termes de processus dans le disque pour expliquer les gradients de Ti⁴⁺/ΣTi.