dossier de presse
Michel Champenois : Chargé de communication CRPG/CNRS/Univ. Lorraine
tél : 03 83 59 42 36/06 - 06 84 64 39 14
«Nature» avril 2016
C R P G
Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques
www.crpg.cnrs-nancy.fr UMR 5873
L’énigme de l’origine des éléments volatils terrestres
La Terre s’est formée il y a 4.54 milliards d’années environ. De nombreux
évènements d’échelle planétaire se sont déroulés depuis, avec notamment
la formation du noyau terrestre, la différenciation du manteau en plusieurs
réservoirs, la production de croûtes continentale et océanique et leur
recyclage dans le manteau, des apports tardifs d’éléments volatils par des
comètes ou des astéroïdes, la fuite de l’atmosphère primitive etc...
Après tant de modications, l’origine des éléments volatils terrestres (azote,
hydrogène (eau), gaz nobles...) demeure énigmatique et il est difcile de
déterminer s’ils sont issus du gaz solaire résiduel après la formation du
système solaire (la nébuleuse solaire) ou de corps plus ou moins différenciés
tels que les astéroïdes qui ont pu heurter la Terre lors de sa formation.
Les gaz nobles, dont le xénon et ses neuf isotopes, sont des éléments
chimiquement inertes qui permettent de suivre l’ensemble de ces processus
physiques en s’affranchissant des réactions chimiques à œuvre dans les
différentes enveloppes terrestres (noyau, manteau, croûte, atmosphère).
Le xénon dans l’atmosphère terrestre a une composition isotopique qui ne
peut être issue de sources solaire ou astéroïdale. De plus il est appauvri en
abondance et présente une composition isotopique différente par rapport aux
composantes extraterrestres L’origine du xénon dans le manteau terrestre
est encore plus énigmatique puisque, jusqu’à présent, une importante
contamination atmosphérique des échantillons issus du manteau empêchait
de remonter précisément à l’origine de ce gaz dans l’intérieur de la Terre.
L’approche expérimentale
Dans l’étude publiée dans la revue Nature, l’équipe a analysé dans des
échantillons de gaz très riche en dioxyde de carbone (99.8 % de CO2)
les abondances isotopiques du xénon. Ces gaz sont émis dans la région
magmatique de l’Eifel (Allemagne) (voir photos 1 & 2). Grâce à des
techniques de purication avancées, le xénon (Xe) a pu être totalement
séparé du dioxyde de carbone et les abondances de ses différents isotopes
ont été mesurées à haute précision grâce à un spectromètre de masse de
dernière génération.
Les résultats et leurs implications
Les chercheurs ont pu déterminer d’après les abondances relatives des
isotopes légers du xénon que ce gaz noble dans le manteau terrestre a été
apporté par des corps similaires aux astéroïdes. Ce résultat est en accord
avec celui obtenu pour le krypton du manteau terrestre qui, lui aussi, semble