Recherche Avancée

Thèse soutenue

Solubilité de l'azote dans les silicates liquides influence de la fugacité d'oxygène et de la composition

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Auteur / Autrice : Franck Humbert
Direction : Bernard Marty
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géosciences
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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L’azote est un élément de première importance en géochimie du fait de son abondance atmosphérique. Pour mieux comprendre l'origine et l'évolution de l'atmosphère, il est nécessaire de quantifier les échanges entre la matière extraterrestre, le manteau terrestre et les réservoirs de surface. Ceci suppose la connaissance du comportement de l'azote dans les liquides silicates. Pour ceci, nous avons mis au point une technique expérimentale permettant d'équilibrer un liquide silicate à 1425°C en contact avec une atmosphère contrôlée en O2 et N2 (Ptot = 1atm), sur une très large gamme de fo2 (de IW + 8,7 à IW - 9,4) représentant les différentes conditions d'oxydoréduction qui ont régné de la nébuleuse solaire à celle de l'atmosphère actuelle. De plus, la nébuleuse solaire étant constituée majoritairement de H2, nous avons simule différentes atmosphères représentant les systèmes C-N et C-N-H. Du fait de la difficulté à analyser N2 en très faible concentration, nous avons développé une nouvelle méthode d'analyse de N2 en trace dans les silicates. Cette technique est basée sur la fusion par laser CO2 de l'échantillon, suivie d'une purification des gaz extraits et de l'analyse par spectrométrie de masse à vide statique. Cette étude a mis en évidence que la solubilité de l'azote est dépendante : i) de la fo2, avec la présence de mécanismes de solubilité physique et/ou chimique, ii) du système de gaz utilise (C-N ou C-N-H), avec des espèces azotées incorporées différentes et iii) de la composition du liquide silicate, lie à son degré de polymérisation. Sur la base de ces résultats, nous avons modélisé l'effet de la PN2 et de la composition du liquide silicate sur la solubilité de l'azote.