Comportement des Eléments lithophiles lors de la formation du noyau terrestre

La formation du noyau est un evenement central de l'histoire de l'accretion terrestre, responsable d'une segregation majeure des elements chimiques selon leurs affinites pour le metal (siderophile) ou le silicate (lithophile). La Terre silicatee montre en effet un appauvrissement en elements siderophiles coherent avec la formation d'un noyau au sein d'un ocean magmatique plus ou moins profond. Cette affinite d'un element chimique est fonction des conditions physico-chimiques (P, T, fo2, composition chimique) dans lesquelles se deroule la differenciation metal-silicate. Le comportement d'un element chimique est donc amene a evoluer tout au long de l'histoire de la formation du noyau dans l'ocean magmatique. La distribution des elements entre les deux grands reservoirs terrestres ne peut donc etre reproduit en considerant un comportement constant des elements. Afin de determiner la composition de la Terre silicatee et du noyau, il est necessaire de caracteriser le comportement des elements au cours de l'accretion terrestre dans des conditions de pressions, temperatures et d'oxydo-reduction variables.Dans le cadre de l'etude de la differenciation manteau-noyau au cours de l'accretion terrestre, les elements dits lithophiles ont ete relativement peu etudies en comparaison des elements dits siderophiles. Pourtant les elements lithophiles montrent des abondances significativement differentes entre les differents modeles de composition de la Terre silicatee. De meme, il a ete propose que l'accretion de materiel enrichi en soufre permette l'entree d'elements dits lithophiles dans le noyau (Sm, Nd, U, Th, K). Afin de clairement contraindre l'impact de la formation du noyau sur la distribution des elements lithophiles entre les differents reservoirs, nous avons realise une soixantaine de nouvelles experiences de partage metal - silicate sous haute pression et haute temperature afin de contraindre le comportement de differents elements (uranium, thorium, elements terres rares et elements alcalins) lors de l'accretion terrestre. Ces etudes nous ont permis d'apporter plusieurs contraintes sur les modeles d'accretion et la composition des differents reservoirs terrestres. Nous montrons que le rapport Th/U de la Terre silicatee est mieux reproduit par une accretion de materiel de composition EL plutot que EH. Ce meme rapport permet de contraindre la composition en O du noyau terrestre, celle-ci ne pouvant exceder 4 wt%. Nous confirmons que la concentration de ces elements radioactifs reste negligeable dans le noyau, faisant d'eux des acteurs mineurs de l'histoire thermique du noyau.Nous demontrons egalement que l’accretion terrestre, lorsque modelisee a partir de briques elementaires ayant une composition compatible avec les observations isotopiques, ne peut produire des concentrations compatibles avec certains modeles de composition de la Terre. La Terre silicatee ne pouvant etre enrichie en elements terres rares par rapport aux chondrites CI d'un facteur superieur a 2.10.L'etude de U, Th, ainsi que des elements du groupe des terres rares nous a permis de reevaluer l'impact attribue a l'apport de soufre a la fin de l'accretion terrestre. Cet evenement n'entraine aucun fractionnement des elements terres rares ni ne permet l'entree d'elements radiogeniques dans le noyau en concentration suffisante pour demarrer la geodynamo. Enfin, nous elargissons notre etude aux elements lithophiles volatils en nous interessant au partage metal-silicate du potassium et au budget global de la Terre en cet element. Nous montrons que la concentration de cet element dans le noyau ne peut exceder 57 ppm, ce reservoir contenant alors pres de 15% du budget total de la Terre en potassium. Ces concentrations sont egalement dependantes de la chronologie de l'appauvrissement de la Terre en elements volatils. (...)