Aspects de la geochimie des gaz rares

Aspects of rare gas geochemistry

• Auteur / Autrice : PHILIPPE SARDA
• Direction : Claude Allègre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

J'ai mesure concentrations et rapports isotopiques d'argon et de neon dans des verres basaltiques de dorsales. La contamination a l'eruption a ete minimisee par un choix precautionneux des echantillons, et par la technique de chauffage en paliers de temperature. Des anomalies isotopiques importantes par rapport a l'air sont courantes dans ces echantillons. Les anomalies des rapports #4#0ar/#3#6ar et #2#1ne/#2#2ne s'expliquent par le fractionnement tres important des rapports #4#0k/#3#6ar, et (u, th)/ne, fractionnement ancien du au degazage du reservoir mantellique, suivi de la production des isotopes #4#0ar et #2#1ne, respectivement par radioactivite du #4#0k et par des reactions nucleaires, principalement la reaction #1#8o(alpha,n)#2#1ne. La composition isotopique du neon dans les echantillons du mont sous-marin loihi, a hawai, est analytiquement identiques a celles de l'air, ce qui confirme l'existence d'une zone profonde non (ou peu) degazee du manteau. Les variations observees sur les dorsales s'expliquent par un melange a l'interieur de la terre entre le manteau degaze et d'autres composants, dont l'un peut etre le manteau profond non degaze. Les correlations mises en evidence entre le rapport isotopique #4#0ar/#3#6ar et la composition isotopique du plomb confortent cette hypothese. En revanche, les variations du rapport isotopique #2#0ne/#2#2ne dans les echantillons des dorsales sont inexplicables par les phenomenes ci-dessus. Du point de vue du rapport #2#0ne/#2#2ne, le manteau degaze est tres semblable a un composant extraterrestre comme le vent solaire. Je propose que ceci temoigne de l'existence d'un flux d'entree de gaz rares extraterrestres dans le manteau, entree qui doit etre realisee par subduction de particules cosmiques, tres riches en he et ne. Ceci fournit une nouvelle explication au probleme de l'abondance de l'isotope #3he dans le manteau superieur. Globalement, la geochimie isotopique des gaz rares, neon compris, est en accord avec l'idee que l'atmosphere provient du degazage quasi total d'une partie du manteau terrestre