MeLiCa — Mécanismes contrôlant l’incorporation et le fractionnement isotopique du Li dans les minéraux de type CaCO3

La reconstruction des conditions environnementales sur Terre au cours des temps géologiques est généralement basée sur la composition chimique et isotopique des minéraux carbonatés, nécessitant ainsi une bonne compréhension des mécanismes contrôlant l'incorporation élémentaire dans ces derniers. Le lithium (Li) a été proposé comme un traceur important de paramètres environnementaux tels que le pH et la température. Le projet MeLiCa vise donc à explorer les mécanismes contrôlant l'incorporation et le fractionnement isotopique du Li dans la calcite et l’aragonite. Notre hypothèse, soutenue par des résultats préliminaires, est que la [Li] et le ?7Li des solides sont décidées lors de l'étape d’adsorption du Li sur la phase minérale carbonatée en croissance. L'adsorption du Li sur les surfaces minérales étant contrôlée par le pH et la composition chimique du fluide, des variations de [Li] et de ?7Li des solides sont attendues pour différentes compositions chimiques du fluide. L'objectif du projet MeLiCa est de quantifier les paramètres physico-chimiques contrôlant la [Li] et le ?7Li du CaCO3, permettant ainsi l'utilisation de cet élément comme traceur. Ce projet s’articulera autour de quatre composantes : i) des expériences d’adsorption/coprécipitation du Li sur/dans la calcite et l’aragonite permettant de quantifier la [Li] et le ?7Li des solides sous différentes conditions physico-chimiques, ii) la caractérisation de l'environnement de liaison du Li dans le solide en utilisant la spectroscopie RMN 7Li, iii) la modélisation à l'échelle atomique basée sur la DFT pour fournir des informations sur le ?7Li des minéraux carbonatés et iv) la mesure de [Li] et de ?7Li d’échantillons naturels formés dans des conditions bien caractérisées afin d’évaluer les résultats des travaux expérimentaux et théoriques. Ces recherches aideront au développement du Li en tant que traceur ainsi qu’à la modélisation biogéochimique de l'évolution climatique au cours des temps géologique.