Les éléments halogènes dans les magmas, du traçage des conditions de stockage aux flux éruptifs
Auteur / Autrice : | Thiebaut d' Augustin |
Direction : | Hélène Balcone-Boissard, Georges Boudon |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Géochimie |
Date : | Soutenance le 03/12/2021 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut des sciences de la Terre de Paris (2009-....) |
Jury : | Président / Présidente : Hélène Bureau |
Examinateurs / Examinatrices : Ilenia Arienzo, Kirstin Krüger, Tjarda Roberts | |
Rapporteurs / Rapporteuses : David M. Pyle, Olgeir Sigmarsson |
Mots clés
Résumé
Les éléments halogènes sont caractérisés par une configuration électronique S2P5 qui leur confère une très forte électronégativité leur permettant de former des ions halogénures très réactifs (X-, où X est un élément halogène). De par leur comportement volatil et incompatible dans la plupart des minéraux cristallisant dans les réservoirs magmatiques, leur concentration augmente dans la phase liquide résiduelle lors de la cristallisation fractionnée. Lorsque le magma remonte vers la surface, la solubilité des éléments volatils diminuant (parmi lesquels les éléments halogènes), ils s’exsolvent du magma sous forme de gaz. Les gaz émis lors des éruptions pliniennes sont propulsés à plusieurs kilomètres d’altitude et, selon l’importance de l’éruption, peuvent parvenir dans la stratosphère. Une fois injectés dans la stratosphère, les éléments halogènes ont un temps de résidence qui varie selon l’élément et le composé qu’il forme, et qui peut atteindre plusieurs années. Ils y déstabilisent les équilibres chimiques et provoquent la destruction de l’ozone stratosphérique. La méthode utilisée durant cette thèse consiste en une estimation du volume total d’un élément volatil donné émis lors d’une éruption, par la différence de concentration de l’élément dans le magma avant et après éruption. Le dégazage correspond à la différence de concentration de l’élément avant et après éruption. Cette méthode présente le double intérêt de permettre la mesure de la concentration totale de l’élément dans le magma, de manière non spécifique, et de ne pas requérir d’observation directe au moment de l’éruption.