Equations d'etat a haute pression et haute temperature des composants du manteau inferieur terrestre

par AGNES DEWAELE

Thèse de doctorat en ?

Sous la direction de Philippe Gillet.

Soutenue en 1999

à Lyon, Ecole normale supérieure .

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  • Résumé

    La comprehension du manteau inferieur, enveloppe terrestre de profondeur comprise entre 700 et 2900 km, passe par une connaissance precise du comportement a haute pression et haute temperature des mineraux mis en jeu. Ce travail a porte sur la determination des equations d'etat de ses composants majeurs. La technique utilisee est la cellule a enclumes de diamant chauffee par laser infrarouge, combinee avec la diffraction de rayonnement x synchrotron. Une modelisation thermo-mecanique du dispositif experimental nous a permis de montrer que la mesure de la pression doit etre effectuee par un calibrant interne plutot qu'un capteur de type rubis. La mgsio 3-perovskite et le periclase mgo ont ete etudies dans un premier temps. Nous montrons que de telles mesures, effectuees dans un large domaine de pression et de temperature (jusqu'a 95 gpa et 3000 k), sont necessaires a une bonne connaissance des equations d'etat aux pressions du manteau inferieur (entre 25 et 130 gpa). Afin de prendre en compte l'effet d'elements plus rares, mais probablement presents dans le manteau inferieur, l'effet de la substitution fe-mg sur l'equation d'etat dans la solution solide (mg, fe)o (magnesiowustite) a ete ensuite testee. Nous avons observe un faible effet de cette substitution sur les parametres thermoelastiques des magnesiowustites pauvres en fer (jusqua 40%). Ces dernieres experiences ont par ailleurs permis de mettre en evidence (par microsonde electronique) des phenomenes d'interdiffusion fe 2 +-mg 2 + dans le spot de chauffe. Ces mesures apportent une contrainte sur la composition du manteau inferieur, apportee par la confrontation des donnees sismologiques et de ces mesures d'equation d'etat. Un modele de composition possible est celui d'un manteau inferieur homogene chimiquement avec le manteau superieur.


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Informations

  • Détails : 174 p.
  • Annexes : 247 ref.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Diderot Sciences (Lyon).
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