LES ISOTOPES STABLES
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A Exercice 3. Le ô13C du corail (Lindsley et al., 2000).
On détermine la valeur moyenne annuelle du ô13C du corail précisément daté provenant de
l’atoll de Clipperton dans l’est du Pacifique. Entre 1895 et 1950, le ô13C du corail reste dans la
gamme Ô13C = - 2,5 %o ± 0,25 %o. A partir de 1950, on observe une décroissance du ô13C qui
atteint une valeur de -3,25 %o ± 0,25 %o dans la période 1995-1997. Expliquez ces résultats.
A Exercice 4. Le pétrole du Prestige (Medina-Bellver et al., 2005).
Lors de la marée noire du pétrolier Prestige qui a touché les côtes espagnoles et françaises en
2002-2003, on a cherché à savoir si les bactéries « indigènes » avaient la capacité de dégrader
le pétrole échoué sur les côtes. Pour cela, on mesure le ÔI3C du carbone inorganique dissous
et le ô18O de l’eau de mer stagnant entre les rochers contaminés par le pétrole. On mesure les
valeurs suivantes :
Tableau 3.3. ô13C et Ô18O des échantillons prélevés.
Ô13C (%o)
Ô,8O (%o)
Eau de mer stagnante des zones contaminées
de-6 à-8
0
Eau de mer non contaminée
0
0
Pétrole du Prestige
-30
non déterminé
Eau douce ruisselant jusqu’à l’océan
-27
-10
L’expérience montre que lorsque des bactéries dégradent de la matière organique
(pétrole ou végétation continentale), le carbone inorganique dissous produit a le
même ô13C que la matière organique dégradée.
1) Expliquez la signature de l’eau de ruissellement.
2) Selon vous, les bactéries dégradent-elles le pétrole ? Justifiez votre raisonnement.
A Exercice 5. Relation Ô13C - PO3“ dans Veau de mer (Broecker et Maier-Reimer, 1992).
On cherche à établir la relation entre le ô13C et la concentration en phosphate de l’eau de mer
(Figure 3.11). On considère une eau de mer initiale dont les concentrations et la composition
isotopiques sont CID., [PO3]. et Ô13C.. La matière organique marine est caractérisée par une
composition isotopique ô13Corgi et un rapport de Redfield C/P.
1) L’activité biologique ajoute ou soustrait une quantité ACID de carbone à l’eau de mer
moyenne. Que devient le ô C de l’eau de mer finale ?
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2) En déduire la relation entre les variations du ô C dans l’eau de mer et A[PO43 ] la variation
de [PO 3~] (on fera intervenir le rapport de Redfield de la matière organique et le fractionnement isotopique entre l’eau de mer et la matière organique).
13
à Exercice 6. Origine de l’azote dans le Pacifique subtropical.
Les eaux de surface du gyre subtropical nord-pacifique sont caractérisées par une concentration en nitrate quasiment nulle et par une très faible abondance de phytoplancton. Les eaux de
la thermocline susceptibles de réalimenter les eaux de surface en nitrate durant la convection
hivernale ont un Ô15N = +6 %o. La matière organique particulaire collectée par des pièges à
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A Exercice 3. Le ô13C du corail (Lindsley et al., 2000).
On détermine la valeur moyenne annuelle du ô13C du corail précisément daté provenant de
l’atoll de Clipperton dans l’est du Pacifique. Entre 1895 et 1950, le ô13C du corail reste dans la
gamme Ô13C = - 2,5 %o ± 0,25 %o. A partir de 1950, on observe une décroissance du ô13C qui
atteint une valeur de -3,25 %o ± 0,25 %o dans la période 1995-1997. Expliquez ces résultats.
A Exercice 4. Le pétrole du Prestige (Medina-Bellver et al., 2005).
Lors de la marée noire du pétrolier Prestige qui a touché les côtes espagnoles et françaises en
2002-2003, on a cherché à savoir si les bactéries « indigènes » avaient la capacité de dégrader
le pétrole échoué sur les côtes. Pour cela, on mesure le ÔI3C du carbone inorganique dissous
et le ô18O de l’eau de mer stagnant entre les rochers contaminés par le pétrole. On mesure les
valeurs suivantes :
Tableau 3.3. ô13C et Ô18O des échantillons prélevés.
Ô13C (%o)
Ô,8O (%o)
Eau de mer stagnante des zones contaminées
de-6 à-8
0
Eau de mer non contaminée
0
0
Pétrole du Prestige
-30
non déterminé
Eau douce ruisselant jusqu’à l’océan
-27
-10
L’expérience montre que lorsque des bactéries dégradent de la matière organique
(pétrole ou végétation continentale), le carbone inorganique dissous produit a le
même ô13C que la matière organique dégradée.
1) Expliquez la signature de l’eau de ruissellement.
2) Selon vous, les bactéries dégradent-elles le pétrole ? Justifiez votre raisonnement.
A Exercice 5. Relation Ô13C - PO3“ dans Veau de mer (Broecker et Maier-Reimer, 1992).
On cherche à établir la relation entre le ô13C et la concentration en phosphate de l’eau de mer
(Figure 3.11). On considère une eau de mer initiale dont les concentrations et la composition
isotopiques sont CID., [PO3]. et Ô13C.. La matière organique marine est caractérisée par une
composition isotopique ô13Corgi et un rapport de Redfield C/P.
1) L’activité biologique ajoute ou soustrait une quantité ACID de carbone à l’eau de mer
moyenne. Que devient le ô C de l’eau de mer finale ?
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2) En déduire la relation entre les variations du ô C dans l’eau de mer et A[PO43 ] la variation
de [PO 3~] (on fera intervenir le rapport de Redfield de la matière organique et le fractionnement isotopique entre l’eau de mer et la matière organique).
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à Exercice 6. Origine de l’azote dans le Pacifique subtropical.
Les eaux de surface du gyre subtropical nord-pacifique sont caractérisées par une concentration en nitrate quasiment nulle et par une très faible abondance de phytoplancton. Les eaux de
la thermocline susceptibles de réalimenter les eaux de surface en nitrate durant la convection
hivernale ont un Ô15N = +6 %o. La matière organique particulaire collectée par des pièges à