{"id":6523,"date":"2021-04-15T17:52:59","date_gmt":"2021-04-15T15:52:59","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=6523"},"modified":"2021-04-15T17:54:27","modified_gmt":"2021-04-15T15:54:27","slug":"hydrogen-incorporation-in-orthopyroxene-experimental-constraints-and-natural-examples-from-the-back-arc-of-southern-patagonia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2021\/04\/hydrogen-incorporation-in-orthopyroxene-experimental-constraints-and-natural-examples-from-the-back-arc-of-southern-patagonia\/","title":{"rendered":"Hydrogen incorporation in orthopyroxene: experimental constraints and natural examples from the back-arc of southern Patagonia"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Th\u00e8se soutenue par Alexandra\u00a0Demers-Roberge, le 28 avril 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE)<\/em><\/p>\n\n\n\n

L\u2019eau est un \u00e9l\u00e9ment fondamental pour le fonctionnement de la Terre, autant pour les interactions de surface que pour celles ayant lieu en profondeur. Dans le manteau terrestre, l\u2019eau se retrouve dans les min\u00e9raux dits anhydres (NAMs en anglais) sous forme d\u2019hydrog\u00e8ne, incorpor\u00e9 dans les d\u00e9fauts cristallins, se liant aux atomes d\u2019oxyg\u00e8ne pr\u00e9existants dans la structure des min\u00e9raux silicat\u00e9s (olivine, clinopyrox\u00e8ne, orthopyrox\u00e8ne, grenat). L\u2019eau dans les NAMs a un effet important sur les propri\u00e9t\u00e9s rh\u00e9ologiques, physiques et chimiques du manteau et par cons\u00e9quent sur des processus \u00e0 grande \u00e9chelle, tels que la tectonique des plaques.<\/p>\n\n\n\n

Dans ce travail de th\u00e8se, j\u2019ai combin\u00e9 l\u2019\u00e9tude d\u2019orthopyrox\u00e8nes exp\u00e9rimentaux et naturels afin de mieux comprendre les m\u00e9canismes d\u2019incorporation de l\u2019hydrog\u00e8ne dans ce min\u00e9ral, le second plus abondant du manteau sup\u00e9rieur.<\/p>\n\n\n\n

Dans la premi\u00e8re partie de ce travail, <\/strong>une s\u00e9rie d\u2019exp\u00e9riences de d\u00e9shydratation sur des cristaux d\u2019orthopyrox\u00e8nes naturels a \u00e9t\u00e9 produite en variant la temp\u00e9rature, l\u2019activit\u00e9 de la silice, la fugacit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne et la composition. Ces exp\u00e9riences ont \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9es dans le but d\u2019\u00e9tudier les effets de ces param\u00e8tres sur la diffusivit\u00e9 de l\u2019hydrog\u00e8ne ainsi que sur les spectres obtenus par Spectroscopie Infrarouge Transform\u00e9e de Fourier (FTIR) de l\u2019orthopyrox\u00e8ne. Les spectres FTIR sont compos\u00e9s de pics dont la position varie selon l\u2019\u00e9nergie vibrationnelle mol\u00e9culaire entre les \u00e9l\u00e9ments chimiques dans les cristaux. Dans le cas pr\u00e9sent, la r\u00e9gion d\u2019int\u00e9r\u00eat est celle des interactions oxyg\u00e8ne-hydrog\u00e8ne. Chaque pic dans cette r\u00e9gion repr\u00e9sente un m\u00e9canisme d\u2019incorporation de l\u2019hydrog\u00e8ne dans les d\u00e9fauts cristallins. L\u2019\u00e9tude exp\u00e9rimentale de ces pics permet de comprendre les m\u00e9canismes de substitution de l\u2019hydrog\u00e8ne dans l\u2019orthopyrox\u00e8ne.<\/p>\n\n\n\n

Dans la deuxi\u00e8me partie de ce travail, <\/strong>une \u00e9tude p\u00e9trographique et g\u00e9ochimique, combinant \u00e9l\u00e9ments majeurs et traces, ainsi que l\u2019estimation des contenus en eau \u00e9valu\u00e9s avec le FTIR, a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9e sur des x\u00e9nolithes mantelliques provenant de huit localit\u00e9s sur un transect d\u2019arri\u00e8re-arc SW-NE en Patagonie du Sud. Ces x\u00e9nolithes montrent des textures de r\u00e9actions ainsi qu\u2019un enrichissement en \u00e9l\u00e9ments traces qui t\u00e9moigne d\u2019un processus de m\u00e9tasomatisme. Le long du transect, les contenus en eau des orthopyrox\u00e8nes ainsi que leurs spectres FTIR sont variables.<\/p>\n\n\n\n

Les conclusions principales sont les suivantes :<\/p>\n\n\n\n

  1. les diffusivit\u00e9s de l\u2019hydrog\u00e8ne qui ont \u00e9t\u00e9 mesur\u00e9es dans cette \u00e9tude sont rapides et sugg\u00e8rent que le m\u00e9canisme de diffusion dit \u00ab proton-polaron \u00bb est dominant,<\/li>
  2. l\u2019influence de la fugacit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne, la temp\u00e9rature et l\u2019activit\u00e9 de la silice sur un pic de FTIR situ\u00e9 \u00e0 3600 cm-1 sugg\u00e8re des r\u00e9actions inter-sites,<\/li>
  3. le long du transect en Patagonie, les spectres FTIR de l\u2019orthopyrox\u00e8ne mantellique peuvent \u00eatre s\u00e9par\u00e9s en deux groupes et cette s\u00e9paration n\u2019a pas de syst\u00e9matique de l\u2019\u00e9chelle locale \u00e0 l\u2019\u00e9chelle r\u00e9gionale,<\/li>
  4. la combinaison entre des diffusivit\u00e9s rapides de l\u2019hydrog\u00e8ne et l\u2019observation de nombreux profiles de d\u00e9shydratation dans l\u2019orthopyrox\u00e8ne mantellique sugg\u00e8rent que les contenus en eau originaux du manteau ont \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9s.<\/li><\/ol>\n\n\n\n

    Cela signifie que l\u2019orthopyrox\u00e8ne n\u2019enregistre pas de fa\u00e7on totalement fiable les contenus originaux en eau du manteau.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Th\u00e8se soutenue par Alexandra\u00a0Demers-Roberge, le 28 avril 2021, Institut des sciences de la Terre (ISTE) L\u2019eau est un \u00e9l\u00e9ment fondamental pour le fonctionnement de la Terre, autant pour les interactions de surface que pour celles ayant lieu en profondeur. Dans le manteau terrestre, l\u2019eau se retrouve dans les min\u00e9raux dits anhydres (NAMs en anglais) sous […]<\/p>\n","protected":false},"author":47,"featured_media":6524,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","_seopress_robots_follow":"","_seopress_robots_imageindex":"","_seopress_robots_snippet":"","_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_robots_breadcrumbs":"","_seopress_robots_freeze_modified_date":"","_seopress_robots_custom_modified_date":"","_seopress_robots_canonical":"","_seopress_social_fb_title":"","_seopress_social_fb_desc":"","_seopress_social_fb_img":"","_seopress_social_fb_img_attachment_id":0,"_seopress_social_fb_img_width":0,"_seopress_social_fb_img_height":0,"_seopress_social_twitter_title":"","_seopress_social_twitter_desc":"","_seopress_social_twitter_img":"","_seopress_social_twitter_img_attachment_id":0,"_seopress_social_twitter_img_width":0,"_seopress_social_twitter_img_height":0,"_seopress_redirections_value":"","_seopress_redirections_enabled":"","_seopress_redirections_enabled_regex":"","_seopress_redirections_logged_status":"","_seopress_redirections_param":"","_seopress_redirections_type":0,"_seopress_analysis_target_kw":"","_seopress_news_disabled":"","_seopress_video_disabled":"","_seopress_video":[],"_seopress_pro_schemas_manual":[],"_seopress_pro_rich_snippets_disable_all":"","_seopress_pro_rich_snippets_disable":[],"_seopress_pro_schemas":[],"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[49465],"tags":[],"class_list":["post-6523","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-theses-soutenues"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6523","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/47"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6523"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6523\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6524"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6523"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6523"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6523"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}