Description du sujet de thèse

La croûte continentale terrestre se distingue des autres croûtes planétaires par sa composition essentiellement felsique (riche en Si et en Al). La présence d'une croûte felsique rigide et stable pourrait être considérée comme l'une des conséquences de l'existence d'eau liquide en abondance sur la Terre, mais aussi sur d'autres planètes rocheuses. Les modèles actuels prédisent l’existence d'un océan d'eau liquide à la surface de planètes pour une large gamme de températures de surface, de compositions atmosphériques et de distances par rapport au Soleil. La variabilité des abondances des produits de désintégration des nucléides à longue et courte durée de vie, tels que le 176Hf (à partir du 176Lu), le 142Nd (produit à partir du 146Sm) et le 182W (à partir du 182Hf), prouve que des réservoirs primordiaux ont participé à la formation de la première croûte continentale. Cependant, la plupart des modèles invoquent le recyclage d’une protocroûte basaltique et de résidus contenant du grenat plutôt que celui d'une protocroûte péridotitique serpentinisée et de résidus contenant de l'olivine et de la chromite comme l’ont mis en évidence des travaux récents. Les données préliminaires suggèrent que la protocroûte terrestre superficielle âgée de 4,5 à 4,0 Ga était principalement ultramafique et hydratée en suite à son altération par des fluides aqueux dérivés de l'eau de mer. Par conséquent, le comportement géochimique des systèmes isotopiques couramment utilisés (ex : Sm-Nd, Lu-Hf et Hf-W) dans un tel environnement doit encore être compris afin d’apporter un regard nouveau sur les processus à l’origine de la croûte terrestre primitive.

Contexte de travail

Le travail de doctorat prévu aura trois objectifs principaux qui sont : (1) l'échantillonnage de roches ultramafiques éoarchéennes récemment découvertes dans le sud-ouest du Groenland, (2) l'acquisition de nouvelles données isotopiques de haute précision et de haute qualité sur ces échantillons en utilisant les systématiques isotopiques 146,147Sm-142,143Nd, 176Lu-176Hf et 182Hf-182W, et (3) l'élaboration de modèles numériques de l'évolution de la Terre primitive capables de reproduire et expliquer les données nouvellement acquises ainsi que les données disponibles dans la littérature. Le candidat retenu devra posséder une solide expérience en géochimie élémentaire et isotopique, en pétrologie et en modélisation numérique. Cette thèse se déroulera en collaboration avec LMV, Clermont-Ferrand (France), et constituera une partie essentielle du projet PLANETAFELSIC financé par l'ERC ADG.

Contraintes et risques

Spécialités et compétences: Géochimie isotopique, spectrométrie de masse, modélisation géochimique