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Les isotopes du strontinium et du baryum dans le système solaire précoce

Soutenance de thèse

Jeudi 12 jan 2017
14h00
Soutenance de thèse de Mme Elsa YOBREGAT du LGLTPE sous la direction de M. BOURDON Bernard

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de Mme Elsa YOBREGAT du LGLTPE sous la direction de M. BOURDON Bernard

Description générale
Des anomalies nucléosynthetiques ont été observées dans des météorites pour plusieurs éléments. L’ampleur de ces anomalies ainsi que leur répartition entre les objets du système solaire renseigne sur le degré d’hétérogénéité de la nébuleuse solaire. L’étude des phases porteuses de ces anomalies procure des informations sur les processus à l’origine de cette hétérogénéité. Les datations par radiochronomètres de courte période reposent sur la répartition hétérogène des éléments père et fils. L’utilisation de ces outils nécessite donc l’étude parallèle des variations nucléosynthétiques de ces éléments.
Cette étude présente des données isotopiques de haute précision en strontium et baryum. Une première étape de ce travail a été le développement d’une nouvelle technique de séparation des éléments puis de leur mesure isotopique par spectrométrie de masse à ionisation thermique. La présence de phases résistantes aux acides dans certaines chondrites représente une potentielle source d’anomalies apparentes dans ces objets.
Afin de s’affranchir de l’influence de ces phases, les échantillons de chondrites carbonées ont été préparés par fusion laser. Les anomalies en Sr précédemment rapportées pour les chondrites ordinaires et les angrites n’ont pas été détectées dans cette étude. La nouvelle précision obtenue montre l’absence d’anomalies entre la Terre et les angrites, Mars, la Lune, les chondrites ordinaires et les chondrites carbonées de type CI. Cette observation indique que les phases porteuses du Sr et du Ba étaient bien mélangées dans le Système Solaire précoce. La présence d’anomalies à l’échelle des planètes observées pour d’autres éléments suggère que ces anomalies sont le résultats de processus secondaires ayant eu lieu dans une nébuleuse homogène.
Les anomalies en 84Sr et 135Ba sont corrélées ce qui suggère que ces anomalies sont le résultat de légères différences d’abondances des processus r et s. En revanche, aucune corrélation n’est observée entre 84Sr et 132Ba, deux nucléides produits uniquement par le processus p, indiquant que les variations isotopiques pour ces isotopes ne sont pas le résultat direct de variation du processus p, mais sont induites par les variations des processus r et s affectant les isotopes utilisés pour la correction du fractionnement de masse lors de la mesure.
Le rapport 86Sr/88Sr utilisé pour la normalisation interne des données de Sr peut être modifié par des variations d’abondance des processus r (et s). Une légère anomalie sur ce rapport crée des anomalies apparentes sur les rapports 84Sr/86Sr et 87Sr/86Sr. Ce dernier est utilisé pour la chronologie du Système Solaire précoce et il semble donc nécessaire de prendre en compte les anomalies nucléosynthétiques dans le calcul des âges radiogéniques Rb – Sr pour les objets présentant une anomalie en 84Sr.
La précision de 4 ppm atteinte sur le rapport 135Ba/136Ba et l’absence d’anomalies en Ba pour Orgueil (CI) permet de contraindre le rapport initial 135Cs/133Cs = 4 x 10-6 dans le système solaire précoce. Cette nouvelle valeur, plus basse que celle précédemment publiées dans la littérature ne nécessite pas l’injection tardive de matériel dans la nébuleuse solaire pour expliquer l’abondance initiale du 135Cs.
Complément

Amphi Bio - ENS de Lyon