Origin of the volatile elements in the Solar System: organic matter and clays in chondrites - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2012

Origin of the volatile elements in the Solar System: organic matter and clays in chondrites

Origine des éléments volatils dans le Système Solaire : la matière organique et les argiles des chondrites

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Abstract

Most of the volatile elements of the chondrites are located in the organic matter and in the clays. The latter were formed during the aqueous alteration and kept the isotopic signature of the water. The study consists in the characterization through different techniques of the organic matter in two distinct classes of chondrites in order to shed light on its distribution in the protosolar nebula. The organic matter and the clays are intimately mixed in the matrix of chondrites. The measurement of their isotopic compositions should allow to determine whether a link exists between these two phases. An analytical protocol was developed using the nanoscale secondary ion mass spectrometer (NanoSIMS) along with the deconvolution of the D-/H- and 16OD-/16OH- ratios measured in mixtures of known proportions of organic matter and clays. Using this protocol, measurements have been carried out on the matrix of the ordinary chondrite Semarkona. No spatial links were observed between the organic matter and clays. This observation attests the absence of isotopic exchange between these two phases. Exceptionally D-rich clays (D/H > 3000 × 10-6) are present in Semarkona. Although the origin of these clays remains puzzling, their presence in a matrix that is constituted by clays having lower D/H ratios (D/H ~ 800 × 10-6) shows the restricted spread of the aqueous alteration (few μm).
La majorité des éléments volatils des chondrites se trouvent dans la matière organique et les argiles. Ces derniers se sont formés en présence d'eau et en ont conservé la signature isotopique. Le premier objectif de cette étude est la caractérisation par différentes techniques d'analyse de la matière organique dans deux classes distinctes de chondrites afin d'obtenir des informations sur sa répartition dans la nébuleuse protosolaire. Le second objectif est l'estimation des compositions isotopiques de la matière organique et des argiles à l'échelle micrométrique dans la matrice des chondrites où ces phases sont finement mêlées pour déterminer la nature des relations qui les lient. A partir de l'imagerie en spectrométrie de masse des ions secondaires (NanoSIMS), nous avons développé un protocole analytique faisant appel à la déconvolution des rapports ioniques D-/H- et 16OD- /16OH- mesurés dans des mélanges connus de matière organique et de phyllosilicates. Ce protocole a été appliqué à la matrice de la chondrite ordinaire Semarkona. L'absence de relation spatiale dans les compositions isotopiques en hydrogène de la matière organique et des argiles de Semarkona est incompatible avec un échange isotopique entre ces deux phases. Par contre, des plages micrométriques d'argiles riches en deutérium (D/H > 3000 × 10-6) forment des ilots au sein de la matrice constituée majoritairement d'argiles de D/H ~ 800 × 10-6. Cette observation montre la faible extension (quelques μm) de l'altération aqueuse. Le processus de formation des argiles riches en deutérium reste à comprendre.
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Dates and versions

tel-00770244 , version 1 (04-01-2013)

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  • HAL Id : tel-00770244 , version 1

Cite

Laurette Piani. Origine des éléments volatils dans le Système Solaire : la matière organique et les argiles des chondrites. Géochimie. Museum national d'histoire naturelle - MNHN PARIS, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00770244⟩

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