Chronométrie 53Mn-53Cr, ¿54Cr, Isotopes stables du Cr, Chondrules, Différenciation planétaire

Les isotopes du chrome (Cr) jouent un rôle important dans la cosmochimie et les sciences planétaires car ce sont de puissants outils pour dater (chronométrie de courte période 53Mn-53Cr), tracer (anomalies nucléosynthétiques 54Cr) les origines des matériaux, et étudier les processus impliqués dans le fractionnement des éléments volatils et la différenciation planétaire (fractionnement isotopique stable du Cr). Cette thèse a systématiquement étudié la composition isotopique du Cr dans les réservoirs de chondrite (y compris les chondrites CB, CH et Rumuruti) et d'achondrite (y compris les angrites, ureilites, aubrites et achondrites à enstatite de type Itqiy). Nous avons mis à jour la séquence en ε54Cr (deviation en pour dix mille du rapport 54Cr/52Cr par rapport à un standard) : CI = CH ¿ CB ¿ CR ¿ CM ¿ CV ¿ CO ¿ CK > chondrites à enstatite (EC) = chondrites de Rumuruti (RC) = Terre = Lune = aubrites du groupe principal > eaux peu profondes > Itqiy ¿ Mars > Angrites = chondrites ordinaires (OC) > Winonaites ¿ Clan des acapulcoïtes et des lodranites ¿ Vesta > uréilites. Parmi elles, les enstatites achondrites et les ureilites possèdent des valeurs variables de ε54Cr, ce qui suggère que les multiples corps parents d'enstatites achondrites et d'uréilites n'ont pas connu d'océan magmatique à l'échelle globale qui aurait homogénéisé les compositions isotopiques. L'origine du déficit en 53Cr entre la Terre et les chondrites indique un appauvrissement précoce (0-3 millions d'années après la formation du système solaire) de la Terre par la volatilité. Les chondrites sont les principaux composants des chondrites. Étant l'un des matériaux les plus anciens du système solaire et représentant les éléments constitutifs potentiels des planètes terrestres, il est important de comprendre la formation des chondrites pour connaître les débuts de l'évolution du système solaire. Les âges 53Mn-53Cr (isochrone externe) des chondres de CO et d'EH sont respectivement de 4567,6 ± 1,3 Ma et 4565,7 ± 0,7 Ma. Contrairement aux âges des isochrones internes U-Pb et Al-Mg, les âges 53Mn-53Cr représentent l'âge précurseur des chondrules qui devrait représenter une limite supérieure. Les valeurs de ε54Cr sont hétérogènes dans les deux types de chondrules, ce qui suggère que les processus de transport vers l'extérieur et vers l'intérieur étaient actifs au début du système solaire. La chronométrie 53Mn-53Cr peut également être utilisée pour dater la différenciation planétaire, qui montre que le corps parent des angrite s'est différencié à 4563,2 ± 0,3 Ma et que le corps parent des uréilite a subi une fusion partielle à 4566,7 ± 1,5 Ma. Cependant, la ligne de corrélation Mn-Cr pour les aubrites répresente une ligne de mélange qui n'a aucune signification temporelle. Les chondrites de Rumuruti et les autres chondrites ont toutes une composition isotopique stable et homogène de Cr, -0,12 ± 0,04 ¿ (2SD, N = 42). Les processus magmatiques provoquent la variation des isotopes stables du Cr dans les météorites howardite-eucrite-diogénite et aubrite. Le Cr isotopiquement léger dans les eucrites et le C lourd dans les aubrites reflètent principalement un appauvrissement volatil à basse température et une formation de noyau riche en soufre pendant la différenciation des corps parents Vesta et aubrite.