l'ERDA : une méthode de référence pour doser l'eau dans les minéraux terrestres et martiens
logo_tutelle logo_tutelle 

Micrographie d’un échantillon de quartz anhydre contenant une inclusion vitreuse. Spectres ERDA obtenus dans les deux zones.

Pour pouvoir comprendre le fonctionnement de notre planète, il faut connaître la teneur en fluides (H2O, CO2...) dans les différents réservoirs terrestres (croute, manteau, noyau), les mécanismes et les flux d'échanges entre ces différents réservoirs. La teneur en eau, qui est le fluide principal, dans les échantillons géologiques est donc une donnée cruciale dans le domaine des Sciences de la Terre, l'eau ayant une influence fondamentale sur les propriétés physico-chimiques du manteau terrestre et de la croute. Des mesures d'hydrogène par ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) ont été effectuées à l'aide de la microsonde nucléaire du LEEL pour quantifier l'hydrogène dans des échantillons naturels (minéraux mantelliques, verres volcaniques et inclusions dans ces verres) ou synthétiques (élaborés en vue d'étudier les différents phénomènes, notamment dans les zones profondes de la terre pour lesquelles il n'est pas possible de prélever d'échantillons).

En parallèle, la teneur en eau a également été mesurée dans des échantillons de météorites martiennes. Outre une meilleure connaissance de la planète Mars elle-même, ces informations permettront d'effectuer un parallèle avec les mesures de roches similaires du manteau terrestre et, également, de déduire des indications sur l'histoire de la formation de la Terre.

 Alors que la mesure d'échantillons contenant de l'ordre du % massique avait déjà été effectuée, l'amélioration du dispositif expérimental et du protocole de préparation des échantillons ont permis d'abaisser la limite de détection à 80 wt ppm H2O (10 wt ppm H ; 180 at ppm H), mesuré dans une olivine déshydratée. Le dosage de l'hydrogène a pu être étendu aux NAMs (Nominaly Anhydrous Minerals), ouvrant de nouvelles perspectives d'études.

Considérée maintenant comme une méthode de référence, l'ERDA a été utilisée pour déterminer les coefficients de calibration  utilisés pour les mesures par spectroscopie infra-rouge (FTIR) ainsi que pour les mesures par sonde ionique (SIMS)

 

Aubaud C., Bureau H., Raepsaet C., Khodja H., Hirschmann M.M., Withers A. C. and Bell D. R., (2009). Chem. Geol. (2009) 260, 286–294

H. Bureau, C. Raepsaet, H. Khodja, A. Carraro, C. Aubaud, Geochimica et Cosmochimica Acta 73 (2009) 3311–3322

AC. Withers, H. Bureau, C. Raepsaet, MM. Hirschmann, Chemical Geology 334 (2012) 92–98

 

Contact : Caroline Raepsaet,
DSM/IRAMIS-SIS2M, Laboratoire d'Etude des Eléments Légers.

 

Maj : 28/11/2013 (1556)

 

Retour en haut