Origine des éléments volatils terrestres : apport de la géochimie des gaz rares

L’origine des elements volatils, elements avec des temperatures de condensation tres basses comme l’eau, l’azote, le carbone et les gaz rares, sur Terre et sur les autres planetes telluriques reste mal comprise. Comprendre comment ces elements sont arrives sur Terre permettra de mieux apprehender les mecanismes de formation du systeme solaire. De par leur caractere inerte, les gaz rares (He, Ne, Ar, Kr, Xe) constituent des traceurs uniques des sources d’elements volatils. L’etude de la composition en gaz rares du manteau terrestre s’avere donc essentielle afin de determiner l’origine de ces elements. L’objectif de ces travaux etait de mesurer precisement la composition des isotopes stables et non-radiogeniques des gaz rares dans le manteau a partir de verres basaltiques. Ces derniers etant tres souvent contamines par l’air, des techniques d’analyse des gaz rares ont ete mises en place pour s’affranchir de cette contamination. Des echantillons du volcan Fernandina du point chaud des Galapagos ont ete etudies par ablation laser. Les resultats montrent que le rapport 20Ne/22Ne des bulles est en moyenne de 12,65 ± 0,04 (1σ), ce qui est proche de la valeur estimee pour le pole d’implantation du vent solaire (~ 12,7). Cette etude suggere donc que l’implantation du vent solaire sur les grains precurseurs de la Terre serait a l’origine des elements volatils legers du manteau.Des donnees d’echantillons de popping rocks, aussi analyses par cette technique, indiquent que le manteau superieur est heterogene a petite echelle et pourraient impliquer le recyclage de gaz rares dans le manteau, y compris He, Ne, lors de la subduction. Un nouveau protocole d’analyse du Kr et Xe a ete developpe. Les resultats montrent les plus forts exces en 124Xe, 126Xe et 128Xe mesures pour le manteau et suggerent une source chondritique. Les isotopes fissiogeniques du xenon ont permis de dater le debut du recyclage des elements volatils dans le manteau aux alentours de 3 Ga.