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Séminaires externes 2017-2018

Les séminaires auront lieu dans l’amphithéâtre du CRPG, en général, le jeudi de 13h30 à 14h30 tous les 15 jours. Contact : Etienne Deloule (deloule@crpg.cnrs-nancy.fr)

Mardi 17 avril 2018 13h : Julia Ribeiro (Rice University Houston Tx, USA) The fate of water at subduction zones

Water is efficiently cycled from the Earth’s surface into its deep interior via subduction zones. As the descending plate dehydrates into the asthenospheric mantle, it triggers arc magmatism. The depth at which the slab dehydration and arc magmatism initiate is thought to be dictated by the thermal state of the slab. Following this view, cold slabs are thought to mostly dehydrate beneath the arc front, while warmer slabs should mostly dehydrate beneath the fore-arc. Cold subduction zone lavas are thus predicted to have interacted with greater extent of water-rich fluids released from the downgoing slab, and should thus display higher water content and be elevated in slab-fluid proxies (i.e., high Ba/Th, H2O/Ce, Rb/Th, etc) compared to hot subduction zone lavas. Arc lavas, however, display similar slab-fluid signatures and 4wt% water regardless of the thermal state of the slab, suggesting more complexity to volatile cycling in subduction zones. Additional questions arise from the observations that Mariana fore-arc lavas display the highest slab fluid proxies recorded so far, implying that a dehydration peak may occur well before the slab reaches the arc front. Such paradoxical observations thus imply that the model of water delivery to the mantle wedge by slab dehydration must be more complicated.

Here, we explore the possibility that water delivery to the mantle wedge is not just controlled by release of fluids from the slab beneath the arc front. We evaluate the possibility that water is delivered to the mantle wedge by the serpentinized fore-arc mantle, in addition to direct dehydration of the slab, as originally proposed by Tatsumi (1989) using stability of hydrous mineral phases along the subducting path. To quantify the water outfluxes released at the arc and back-arc basin spreading center, we performed new mass balance calculations by using the maximum water content of olivine-hosted melt inclusions, basaltic glass shards and gas outfluxes released at arc volcanoes. The extent to which the fore-arc mantle can be dragged down to subarc depths is assessed with simple fluid dynamic equations. We find that the downgoing plate does not carry enough water down to sustain the water outfluxes released in the Mariana and Cascadia arcs. We show that dragging down of fore-arc mantle, followed by its dehydration, is a viable mechanism that can compensate for this water imbalance.

Jeudi 19 Avril 2018 à 13h30 : Marc Blanchard (GET Toulouse) Modélisation ab initio des processus de fractionnement des isotopes stables : le cas du zinc

L’analyse des mécanismes contrôlant la composition isotopique des espèces naturelles et l’utilisation de ces compositions isotopiques pour élucider les processus naturels constituent un domaine central de la géochimie moderne. Un point clé pour l’interprétation de ces compositions est de connaître les facteurs de fractionnement isotopique en conditions d’équilibre. Ces constantes peuvent être calculées en utilisant une approche thermodynamique statistique basée sur les propriétés vibrationnelles des composés (calculs ab initio utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité). Ces outils théoriques permettent de relier les propriétés isotopiques à la spéciation et à la cristallochimie, et offrent donc la possibilité d’étudier les mécanismes moléculaires fondamentaux contrôlant les fractionnements isotopiques. L’approche computationnelle complète ainsi parfaitement le travail expérimental avec pour objectif de mieux appréhender les milieux naturels. Cet exposé montrera comment les calculs ab initio contribuent à la géochimie isotopique avec l’exemple des isotopes du zinc pour les minéraux et les espèces aqueuses en conditions de basse température.

Jeudi 17 Mai 2018 à 13h30 : Sébastien Carretier (GET Toulouse) A quelle vitesse et comment se dispersent les galets de rivière sur des milliers d’années ?

La propagation d’une population de galets de rivières vers l’aval est un processus fondamental pour comprendre l’évolution des bassins sédimentaires sur les temps géologiques, les risques d’alluvionnement, ou encore l’évolution des fonds de rivières. Des galets "traceurs" ont été suivis sur quelques années, mais ce sont peut-être des durées trop courtes pour prévoir le transport des galets sur des temps "géologiques". Les concentrations en 10Be mesurées dans des galets d’une rivière du nord Chili apportent les premières données, qui analysées à l’aide d’un modèle simple de transport, permettent de documenter la dispersion de galets sur de longues périodes. En parallèle, des modèles d’évolution du paysage montrent un comportement similaire des galets à l’échelle d’un piémont.

Jeudi 14 juin 2018 à 13h30 : Steven Goderis (Vrije Universiteit Brussel) Tracing meteoritic contributions to the Earth’s crust through time

Throughout its history, Earth has accreted extraterrestrial material, diverse in nature and size. As meteoritic material often does not survive geological timescales, tracers of extraterrestrial material, such as Ir concentrations or the isotope ratios of Cr and Os, have been implemented to establish variations in the influx of extraterrestrial material, to constrain the distribution and modification of meteoritic material during large-scale impact events, and to determine changes in the nature of the influx with time (e.g., carbonaceous or ordinary chondrites versus achondrites). By comparing different proxies capable of tracing and identifying extraterrestrial contributions, variations in the sources of the flux reaching Earth will be highlighted and the consequences for the Earth discussed, as illustrated by a number of case studies.

Jeudi 21 juin 2018 à 13h30 : Susanne Wampfler (Center for Space and Habitability (CSH) University of Bern) Stable isotope ratios - a promising link between astrochemistry and cosmochemistry

Understanding the formation and evolution of the Solar System is a key goal in both astronomy and cosmochemistry. While astronomical observations inform us about the physical and chemical processes taking place during the formation of stars and their planetary systems, cosmochemistry provides us with direct information about the composition and conditions in the protosolar nebula. However, linking the results from both fields is challenging, because the most pristine Solar System materials are mainly accessible in solid form, either as cometary ices or rocky material in meteorites, whereas astronomical observations primarily probe the gas around protostars and in protoplanetary disks.

Stable isotope ratios of the volatile elements hydrogen, nitrogen, and oxygen are among the most promising tools for linking the processes observed in star-forming regions to the properties of the Solar System. I will explain how we measure isotopic ratios in star-forming regions from (sub-)millimeter observations, and then present our latest results on nitrogen isotope fractionation around protostars. I will conclude with our recent efforts to link these results with isotopic measurements of meteorites and comets.


Les séminaires déjà présentés cette année




publié jeudi 13 septembre 2012