Les bouffées d’oxygène des zones de subduction

Les zones de subduction représentent des lieux privilégiés de recyclage de la matière sur Terre. Ils sont aussi de véritables ‘usines à redox’ où les éléments chimiques voient leur degré d’oxydation évoluer lors des interactions fluides-roches. Ainsi, les éléments volatils (eau, oxygène, hydrogène, soufre, carbone) et les métaux sont piégés par les roches subduites ou libérés dans le fluide au cours des différentes étapes de la subduction. La connaissance de l’évolution des conditions redox dans les zones de subduction est une information clef dans la compréhension de ces phénomènes, mais n’a jusque-là pas progressé faute d’identification de traceurs in situ.

Une équipe internationale de chercheur·es, impliquant 5 laboratoires du CNRS, dont des toulousains, s’est penchée sur cette question en suivant l’état redox de l’arsenic, un élément trace, dans les serpentinites de l’Himalaya qui était une zone de subduction avant l’orogenèse. Grâce au rayonnement synchrotron qui permet de quantifier in situ l’état chimique et redox de l’arsenic dans les roches et minéraux, les chercheurs ont mis en évidence une grande variabilité des degrés redox de l’arsenic, allant de –3 (arséniure) à +5 (arséniate). En combinant ces observations avec différentes méthodes analytiques de laboratoire, des modélisations thermodynamiques et l’histoire géodynamique de ces roches, les chercheurs ont pu tracer l’extraordinaire voyage de l’arsenic dans la zone de subduction et l’utiliser comme ‘sonde à oxygène’. [...]