Interactions eau-roche dans le système solaire précoce: Observations à micro/nanon-échelle de chondrites carbonées et résultats d’expériences de synthèse de serpentines riches en fer

Intervenante: Agnès Elmaleh

Les modalités de la circulation de l’eau et des interactions fluide-roche dans les petits corps riches en H et C du système solaire, dont les chondrites carbonées CI et CM sont représentatives, sont très étudiées. De tels corps ont en effet pu jouer un rôle important dans l’apport d’eau à la Terre, lors d’impacts. La minéralogie permet d’aborder quelques-unes des grandes questions qui se posent dans ce contexte : quels sont les porteurs de l’eau ? Quelles sont leurs conditions de formation et de stabilité ? Il est difficile de répondre à ces questions parce que les assemblages de minéraux secondaires observés dans les chondrites carbonées sont hétérogènes jusqu’à l’échelle nanométrique, et les phases concernées, notamment les serpentines, ont une large gamme de compositions. Aussi, ces dernières s’éloignant fortement des compositions terrestres, les minéraux hydratés chondritiques n’ont fait l’objet que de peu d’études expérimentales jusqu’à présent.

Je présenterai les résultats d’expériences de synthèse de serpentines riches en fer à valence mixte, phase hydratée principale des chondrites CM, montrant notamment que celles-ci peuvent cristalliser très rapidement à température ambiante, en milieu anoxique. Ces expériences et la caractérisation à nano-échelle de leurs produits ouvrent des perspectives pour mieux comprendre les processus de précipitation de silicates riches en fer dans divers environnements, y compris terrestres, actuels ou anciens.

Je présenterai ensuite une étude de l’altération aqueuse dans des chondrites CM par tomographie de diffraction des rayons X au synchrotron (X-Ray Diffraction Computed Tomography) micro ou nano-focalisée. Cette approche nous permet d’identifier et de cartographier des phases secondaires nanométriques et leurs variations structurales, en relation avec les objets primaires (chondres, CAIs). Nous proposons par ailleurs des données structurales et cristallochimiques de serpentines sub-micrométriques. De telles données sont importantes pour évaluer les propriétés de mélange dans le système Fe²⁺-Fe³⁺-Mg-Al-Si, et modéliser la serpentinisation dans divers contextes extra-terrestres ou terrestres.