Zone de subduction, Cycle profond du carbone, Synthèse organique abiotique, Hydrocarbures polycycliques aromatiques, Carbone graphitique, Serpentinites, Haute pression-Haute température, Piston-Cylindre, Presse multi-Enclumes, Double capsules

De récentes études thermodynamiques et expérimentales ont suggéré que les composés organiques pouvaient représenter une fraction importante du carbone dans les zones de subduction. Au-delà de ces études analogiques, l'observation de composés organiques solides associés aux minéraux de haute pression-haute température, hérités de la circulation hydrothermale océanique ou néoformés lors de la déstabilisation des carbonates pendant la subduction, atteste de l'existence d'un cycle du carbone organique profond en zones de subduction. Pour progresser dans notre compréhension de la dynamique du carbone au cours de la subduction, nous avons réalisé des expériences en piston cylindre et presse multi-enclumes mettant en jeu de la serpentine naturelle (antigorite) associée à des hydrocarbures polycycliques aromatiques synthétiques ou à des carbonates solides (calcite, ankérite). Une large gamme de pression (3-7 GPa) et de température (500-1000°C) a été explorée ainsi que différentes conditions d'oxydoréduction imposées in situ par du silicium métal ou via l'utilisation de double capsules. Ces expériences visaient à caractériser les interactions entre les carbonates solides oxydés, le carbone organique réduit et les phases minérales porteuses de fer ferreux (qui ont un fort pouvoir réducteur dans ces environnements) au cours de deux réactions clés dans les zones de subduction : la déshydratation de l'antigorite et de la chlorite. La composition et la structure des phases organiques dans les produits expérimentaux ont été caractérisées à l'échelle micro- et nanométrique via des techniques de spectroscopie et d'imagerie à haute résolution (SEM-EDS, Raman, TOF-SIMS, Orbi-SIMS). Les résultats révèlent que les conditions d'oxydoréduction jouent un rôle déterminant dans la formation et la stabilité des phases organiques solides. Ces conditions influencent donc de manière significative la mobilité et le devenir du carbone dans les zones de subduction, offrant ainsi de nouvelles perspectives pour contraindre le cycle du carbone profond.