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Offre de thèse : Caractérisation de l’État Redox des laves d’îles océaniques et de leurs sources

Description du sujet : contexte, objectifs, méthodologie

Déterminer la fO2 des principaux réservoirs géochimiques du manteau terrestre est une question centrale pour contraindre l’évolution et la différentiation de notre planète. Pour ce faire, l’approche la plus couramment adoptée est de caractériser l’état redox des magmas formés dans les principaux contextes géodynamiques. Le réservoir représenté par les basaltes de dorsales océaniques (MORB) est de loin le plus étudié pour la fO2. Par contre, l’état Redox des basaltes d’îles océaniques (Ocean Island Basalts, OIB) est quant à lui très peu documenté à ce jour. De récentes études basées sur l’étude du rapport Fe3+/ƩFe dans ces laves reportent des fO2 très variables. Certains points chauds comme la Réunion enregistrent une fO2 équivalente à celle des MORB tandis que d’autres montrent des valeurs significativement supérieures (e.g. archipels des Canaries et du Cap Vert). Il est alors suggéré que ces hétérogénéités de fO2 sont peut-être à relier à l’incorporation de composants recyclés dans la source des panaches mantelliques. Toutefois, ces mêmes études mettent en garde sur l’effet radical des processus magmatiques de différenciations (cristallisation, assimilation, dégazage) sur la fO2 des magmas primaires.

Ce projet de thèse a pour objectif de contribuer à la caractérisation de la fO2 dans les laves des îles océaniques montrant des hétérogénéités de sources et de conditions de genèse (P,T taux de fusion partielle). La nature pétrographique des échantillons de points chauds fait que la mise en oeuvre des proxies de fO2 disponibles pour les MORBs est plus compliquée. Il s’agira donc d’adapter les proxies existant aux échantillons de points chauds pour lesquels la phase liquide (melt) est rarement accessible. L’accent sera donc mis sur l’analyse des compositions chimiques des éléments multivalents (V, Fe, Cr) dans les phases minérales (LA-ICPMS, microsonde électronique). La spéciation de ces éléments sera évaluée par l’analyse ponctuelle du rapport Fe3+/ƩFe par spectroscopie de perte d’énergie des électrons (electron energy-loss spectroscopy, EELS) avec le microscope électronique en transmission Nant’Themis de l’IMN. Cette dernière méthode novatrice nécessitera une phase de développement analytique à la fois sur les conditions optimales d’acquisition des spectres et les traitements numériques nécessaires à l’extraction du rapport recherché. Les processus magmatiques affectant les éléments multivalents seront modélisés par le doctorant afin de relier la fO2 des magmas à leurs sources (dégazage, cristallisation et fusion partielle).

Le doctorant sera accueilli au LPG Nantes. Le projet de thèse proposé s’inscrit dans le thème « Terre » du LPG. Le doctorant sera amené à participer au développement d’un nouveau proxy de fO2 basé sur l’analyse ponctuelle des éléments multivalents au LPG en collaboration avec Carole La et Marion Rivoal et du rapport Fe3+/ƩFe par spectroscopie de perte d’énergie des électrons (electron energy-loss spectroscopy, EELS) en collaboration avec les permanents de l’IMN (chercheurs et ingénieurs) avec un accès garanti à des instruments de très haut niveau.

Compétences scientifiques et techniques requises pour le candidat :

Le/la candidat(e) possédera un diplôme de Master 2 en Géosciences avec un intérêt marqué pour la géochimie appliquée à la modélisation des processus magmatiques ainsi que pour l’expérimentation et l’analyse en laboratoire. Une expérience sur les outils analytiques mentionnés pour ce projet est souhaitée. La volonté d’une implication forte à des techniques de microscopie et spectroscopie de haut niveau est aussi requise. La personne retenue très motivée et autonome aura des qualités rédactionnelles en français et en anglais indéniables.

Pour plus d’informations et candidater:

https://theses.doctorat-bretagneloire.fr/3mg/campagne-2023/caracterisation-de-l2019etat-redox-des-l?key=pPm9MK6vkCSFSdDxhvdpPpmp229rfdXhXZGPXr62nPGc3X8PVrSR5hhN