Le voyage du soufre dans les fluides hydrothermaux raconté par ses isotopes

Publié par Redbran le 13/09/2020 à 13:00
Source: CNRS INSU
Les transferts du soufre dans la nature sont en grande partie contrôlés par les fluides hydrothermaux. Ils extraient le soufre des roches ou des magmas, le transportent à travers la lithosphère, et le précipitent proche de la surface, en se refroidissant, souvent sous forme de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.) natif. Nous connaissons toutefois très mal l'origine et l'évolution de ces fluides dans les profondeurs.


Schéma des transformations chimiques des différences formes de soufre et des fractionnements isotopiques associés dans un fluide hydrothermal qui se refroidit en remontant à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) et dépose du soufre natif. © G. Pokrovski et M. Kokh

En effet, durant le voyage (Un voyage est un déplacement effectué vers un point plus ou moins éloigné dans un but personnel (tourisme) ou professionnel (affaires). Le voyage...) d'un fluide, les différentes espèces chimiques de soufre se recombinent, réagissent entres elles, perdent leur identité et se retrouvent sous forme de minéraux sulfurés - produits finaux du fluide - dont le soufre natif est parmi les plus répandus. Ainsi la 'vraie' spéciation chimique du fluide est perdue, ce qui rend difficile de reconstituer son histoire.

Pour en savoir plus à ce sujet, des chercheurs de trois laboratoires CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) (GET, IPGP et CRPG), ont mis en oeuvre une méthode novatrice permettant de reconstituer en laboratoire des fluides hydrothermaux riches en soufre à haute température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante,...) (jusqu'à 450°C) et pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) (jusqu'à 1000 atmosphères terrestres) correspondant à ceux qui circulent dans la croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie supérieure de la lithosphère (qui constitue les plaques tectoniques).) à des profondeurs de quelques kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458...). Cela leur a permis de mesurer, pour la première fois, la signature isotopique des espèces originales et du soufre natif - leur produit final. Ces signatures s'avèrent très variables selon l'espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type » ou « apparence ») est le taxon de base de...) d'origine et le chemin réactionnel exact menant à la formation du soufre natif.

Ces résultats pourront permettre le traçage, en utilisant ce composé de soufre simple et ubiquiste, de la composition et de l'évolution du fluide pendant son voyage vers la surface, inaccessible à l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) directe.

En savoir plus:
Multiple sulfur isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le...) fractionation in hydrothermal systems in the presence of sulfur radical ions and molecular sulphur - Geochim. Cosmochim. Acta, 285, 100-128.
Maria A. Kokh, Nelly Assayag, Stephanie Mounic, Pierre Cartigny, Andrey Gurenko, Gleb S. Pokrovski.
https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.06.016

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Contacts:
- Gleb Pokrovski - GET - gleb.pokrovski at get.omp.eu
- Maria Kokh - ISTerre - maria.kokh at univ-grenoble-alpes.fr
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