Comportement géochimique du tungstène lors de l'altération aqueuse des météorites // Geochemical behaviour of tungsten during aqueous alteration of meteorites
12 Feb 2025
Job Information
- Organisation/Company
Université de Toulouse- Research Field
Technology- Researcher Profile
Recognised Researcher (R2)
Leading Researcher (R4)
First Stage Researcher (R1)
Established Researcher (R3)- Country
France- Application Deadline
1 Jun 2025 - 22:00 (UTC)- Type of Contract
Temporary- Job Status
Full-time- Is the job funded through the EU Research Framework Programme?
Not funded by a EU programme- Is the Job related to staff position within a Research Infrastructure?
No
Offer Description
Les météorites portent les informations cruciales pour comprendre les étapes les plus précoces du système solaire. Parmi les outils géochimiques permettant de décrypter ces informations, les isotopes du tungstène ont d'abord été utilisés dans le cadre du radiochronomètre hafnium-tungstène (182Hf-182W) qui offre la possibilité d'étudier et de dater les processus d'accrétion et de différenciation des corps planétaires (par ex. Markowski et al. 2006, 2007 ; Kleine et al. 2009). Plus récemment, les fractionnements dépendants de la masse des isotopes du tungstène ont également été explorés afin de comprendre les conditions de formation des noyaux métalliques des corps planétaires (Krabbe et al. 2017). Cependant, nous avons montré que les isotopes de W peuvent être perturbés par l'altération aqueuse ; ceci pouvant être expliqué par le fort contraste de solubilité de Hf et W. Les météorites chondritiques montrent en effet la présence de minéraux secondaires prouvant que ces roches ont subi de l'altération aqueuse, soit sur le corps parent, soit sur la Terre (Brearley 2006). Dans ce contexte, nous étudions le comportement du tungstène lors des interactions fluide-roche et l'effet des processus d'altération sur les isotopes stables du tungstène, avec pour objectifs (i) de confirmer que le fractionnement isotopique de W peut être utilisé comme traceur de l'altération, sur la Terre et sur les astéroïdes, (ii) et de découpler l'empreinte isotopique de l'altération de la signature isotopique de la différenciation métal-silicate. Jusqu'à ce jour, nous avons utilisé une approche expérimentale.
La thèse proposée se basera sur une approche de modélisation atomistique ab initio qui viendra compléter l'approche expérimentale actuellement en cours de finalisation. La première partie portera sur les fractionnements isotopiques du tungstène lors de la dissolution des principales phases minérales des météorites (silicate, sulfure, métal). Les expériences se sont focalisées sur les minéraux silicatés (diopside CaMgSi2O5 et anorthite CaAl2Si2O8). Afin de déterminer par modélisation le fractionnement isotopique minéral-solution à l'équilibre qui servira de référence pour l'interprétation des données expérimentales, nous devrons modéliser l'incorporation de W dans ces phases minérales, ainsi que les complexes aqueux de W présents pour les différentes conditions de pH des expériences. Afin de mieux contraindre les mécanismes d'incorporation de W dans ces minéraux, nous pourrons nous appuyer sur les données de spectroscopie d'absorption des rayons X (XANES) déjà collectées sur synchrotron et qu'il faudra traiter. La seconde partie de la thèse portera sur les fractionnements isotopiques du tungstène lors de l'interaction de W avec les minéraux secondaires formés (carbonates, oxydes, …). Les processus d'incorporation dans la structure minérale et d'adsorption à la surface des minéraux seront explorés. Les résultats théoriques obtenus seront confrontés aux données des expériences de co-précipitation de la calcite (CaCO3) et de la scheelite (CaWO4).
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Meteorites carry crucial information for understanding the earliest stages of the solar system. Among the geochemical tools that can be used to decipher this information, tungsten isotopes were first used as part of the hafnium-tungsten (182Hf-182W) radiochronometer, which makes it possible to study and date the accretion and differentiation processes of planetary bodies (e.g. Markowski et al. 2006, 2007 ; Kleine et al. 2009). More recently, mass-dependent fractionations of tungsten isotopes have also been explored in order to understand the formation conditions of the metallic cores of planetary bodies (Krabbe et al. 2017). However, we demonstrated that W isotopes are likely to be disturbed by aqueous alteration; this is likely due to the strong solubility contrast of Hf and W. Chondritic meteorites show the presence of secondary minerals, proving that these rocks have undergone aqueous alteration, either on the parent body or on Earth (Brearley 2006). In this context, we study the behaviour of tungsten during fluid-rock interactions and the effect of alteration processes on the stable isotopes of tungsten, with the aims of (i) confirming that the W isotope fractionation can be used as a new tracer of alteration, on Earth and on asteroids, (ii) and decoupling the isotopic fingerprint of alteration from the isotopic signature of metal-silicate differentiation.
The proposed thesis will be based on an ab initio atomistic modelling approach that will complement the experimental approach currently being finalized. The first part will focus on the isotopic fractionation of tungsten during the dissolution of the main mineral phases of meteorites (silicate, sulphide, metal). The experiments focused on silicate minerals (diopside CaMgSi2O5 and anorthite CaAl2Si2O8). In order to determine by modelling the equilibrium mineral-solution isotope fractionation that will serve as a reference for interpreting the experimental data, we will need to model the incorporation of W into these mineral phases, as well as the aqueous W complexes present for the different pH conditions of the experiments. In order to better constrain the mechanisms of W incorporation into these minerals, we will rely on the X-ray absorption spectroscopy (XANES) data already collected on synchrotron and which will need to be processed. The second part of the thesis will focus on the isotopic fractionation of tungsten during the interaction of W with the secondary minerals formed (carbonates, oxides, ...). The processes of incorporation into the mineral structure and adsorption onto the mineral surface will be explored. The theoretical results obtained will be compared with data from co-precipitation experiments of calcite (CaCO3) and scheelite (CaWO4).
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Début de la thèse : 01/10/2025
Funding category: Contrat doctoral
Concours pour un contrat doctoral
Where to apply
- Website
- https://www.abg.asso.fr/fr/candidatOffres/show/id_offre/128485
Requirements
Specific Requirements
Il est souhaité que la candidate ou le candidat ait des bases de physique du solide ou de chimie, avec une expérience en modélisation atomistique, et un intérêt pour la minéralogie, géochimie. Des connaissances sur le traitement des données de spectroscopie d'absorption des rayons X serait un avantage.The candidate is expected to have a background in solid state physics or chemistry with experience in atomistic modelling and an interest in mineralogy, geochemistry. Knowledge of X-ray absorption spectroscopy data processing would be an advantage.
Additional Information
Work Location(s)
- Number of offers available
- 1
- Company/Institute
- Université de Toulouse
- Country
- France
- City
- TOULOUSE
- Geofield
STATUS: EXPIRED
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