Etude experimentale a haute pression et haute temperature du partage des elements de transition entre les phases du manteau et du noyau de la terre
Institution:
Paris 7Disciplines:
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Abstract FR:
Dans la premiere partie de cette etude, nous avons mesure les coefficients de partage k de mn, fe, co et ni entre les deux phases majeures du manteau inferieur: la magnesiowustite et la perovskite, a 40, 50 et 70 gpa et a haute temperature. Les echantillons ont ete synthetises avec une cellule a enclumes de diamant chauffee par laser, puis etudies et analyses par microscopie electronique analytique en transmission. Nous avons trouve que: k#m#n < 1 < k#f#e < k#c#o << k#n#i, a 40, 50 et 70 gpa. Ces valeurs experimentales sont compatibles avec un modele pyrolitique du manteau inferieur ainsi qu'un modele de champ cristallin, montrant ainsi l'importance des phenomenes electroniques a haute pression et haute temperature. L'interet principal d'une telle modelisation est la prediction d'un changement spectaculaire dans la distribution de fe et de co si ces elements subissaient une modification de configuration electronique dans les conditions terrestres. Un deuxieme resultat important a ete l'observation d'une diminution du caractere siderophile de ni et de co avec la pression (40, 50 et 70 gpa). Jusqu'a present, ce comportement n'avait ete caracterise que pour des pressions ne depassant pas 30 gpa. Ainsi, le rapport ni/co observe actuellement dans le manteau peut s'expliquer par un processus d'equilibre entre metal et silicate solide pour des pressions de l'ordre de 70 gpa. Enfin, des simulations experimentales de la frontiere noyau-manteau ont ete realisees a partir de melanges fe-fesi-olivine, fe-fesi-fes-olivine et olivine-(fe,ni,si). Nos resultats confirment les reactions observees par goarant et al (1992) ecartant ainsi la proposition de boehler (1995). Ensuite, nous observons que les silicates au contact d'alliages (fe,si) sont enrichis en feo tant a pression ambiante qu'a haute pression. La connaissance de l'etat redox, mais aussi de la cinetique des echanges metal silicates apparaissent essentielles pour savoir si le silicium a pu etre significativement incorpore au metal du noyau lors de sa formation