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GÉOCHIMIE MARINE
becquerel dans le système international (1 Bq = 1 désintégration par seconde).Traditionnellement, la concentration de nombreux isotopes est exprimée par l’intermédiaire des activités
par unité de masse ou de volume car l’abondance de ces isotopes radioactifs est estimée en
comptant les désintégrations qu’ils produisent, c’est-à-dire leur activité. Compte tenu des
faibles activités présentes dans l’eau de mer, l’unité pratique est la désintégration par minute
et par litre (dpm.l’1) ou par minute et par mètre cube (dpm.nr3).
Considérons les désintégrations en chaîne 238U-» 234Th-»... On note -^Th_234 = X234234Th
et A
= k 238U les activités de 234Th et 238U. L’activité en excès de 234Th est A
. =
u-Zjo
z jo
in-234-exces
A
-A.. . C’est l’activité du 234Th corrigée de l’activité de 238U (c’est-à-dire de l’activité
de 2,4Th lorsqu’il est à l’équilibre séculaire avec 238U). 238 étant constante aux échelles de
temps mises en jeu (la demi-vie de 238U est de 4,5 milliards d’années), on peut utiliser l’équation (4.9) pour montrer que l’évolution de l’activité :
^Th-234-excès “ ^Th-234^) ~ A/-238 “ ^Th-234-excès
&
(4.10)
Les activités permettent de facilement comparer l’abondance des nucléides des chaînes
de désintégrations radioactives. À l’équilibre séculaire, il y a égalité de l’activité du père et
du fils (alors que leurs concentrations peuvent différer sur plusieurs ordres de grandeur) et
l’activité en excès est nulle.
Exercice d’application : calcul d’activité et d’excès-déficit
On analyse un échantillon d’eau de mer. Complétez le tableau 4.1.
Unité
„238(J
234Th
234U
23OTh
Demi-vie
4,47 x.109a
24,1 j
248 x 105a
7,54 x 104 a
Concentration
__ 9-I-1
3,3 x 106
Activité totale
dpm.l-’
2 x W4
Activité en excès
dpm.l-’
- -0,3
Rapport d’activité
dpmX
dpm238U
1/4
-------------- ------Tableau 4.1. Chaîne de désintégration dans l’eau de mer.
Il est rare qu’en océanographie, un système soit absolument fermé, le cas général étant
plutôt le système ouvert. Il faut alors considérer les flux entrants et les flux sortants de
matière (voir chapitres 5, 6 et suivants). Les équations 4.2 et 4.10 s’appliquent cependant à
la datatk n des sédiments et à la détermination des taux de sédimentation (voir chapitres 6
et 9).
Les atomes formant la matière terrestre ont été produits il y a plus de 4,55 milliards
d'annees (Page de laTerre), au cours du Big Bang ou plus tard dans des étoiles aujourd’hui
disparues. Durant cette nucléosynthèse, des isotopes stables et instables sont formés.
GÉOCHIMIE MARINE
becquerel dans le système international (1 Bq = 1 désintégration par seconde).Traditionnellement, la concentration de nombreux isotopes est exprimée par l’intermédiaire des activités
par unité de masse ou de volume car l’abondance de ces isotopes radioactifs est estimée en
comptant les désintégrations qu’ils produisent, c’est-à-dire leur activité. Compte tenu des
faibles activités présentes dans l’eau de mer, l’unité pratique est la désintégration par minute
et par litre (dpm.l’1) ou par minute et par mètre cube (dpm.nr3).
Considérons les désintégrations en chaîne 238U-» 234Th-»... On note -^Th_234 = X234234Th
et A
= k 238U les activités de 234Th et 238U. L’activité en excès de 234Th est A
. =
u-Zjo
z jo
in-234-exces
A
-A.. . C’est l’activité du 234Th corrigée de l’activité de 238U (c’est-à-dire de l’activité
de 2,4Th lorsqu’il est à l’équilibre séculaire avec 238U). 238 étant constante aux échelles de
temps mises en jeu (la demi-vie de 238U est de 4,5 milliards d’années), on peut utiliser l’équation (4.9) pour montrer que l’évolution de l’activité :
^Th-234-excès “ ^Th-234^) ~ A/-238 “ ^Th-234-excès
&
(4.10)
Les activités permettent de facilement comparer l’abondance des nucléides des chaînes
de désintégrations radioactives. À l’équilibre séculaire, il y a égalité de l’activité du père et
du fils (alors que leurs concentrations peuvent différer sur plusieurs ordres de grandeur) et
l’activité en excès est nulle.
Exercice d’application : calcul d’activité et d’excès-déficit
On analyse un échantillon d’eau de mer. Complétez le tableau 4.1.
Unité
„238(J
234Th
234U
23OTh
Demi-vie
4,47 x.109a
24,1 j
248 x 105a
7,54 x 104 a
Concentration
__ 9-I-1
3,3 x 106
Activité totale
dpm.l-’
2 x W4
Activité en excès
dpm.l-’
- -0,3
Rapport d’activité
dpmX
dpm238U
1/4
-------------- ------Tableau 4.1. Chaîne de désintégration dans l’eau de mer.
Il est rare qu’en océanographie, un système soit absolument fermé, le cas général étant
plutôt le système ouvert. Il faut alors considérer les flux entrants et les flux sortants de
matière (voir chapitres 5, 6 et suivants). Les équations 4.2 et 4.10 s’appliquent cependant à
la datatk n des sédiments et à la détermination des taux de sédimentation (voir chapitres 6
et 9).
Les atomes formant la matière terrestre ont été produits il y a plus de 4,55 milliards
d'annees (Page de laTerre), au cours du Big Bang ou plus tard dans des étoiles aujourd’hui
disparues. Durant cette nucléosynthèse, des isotopes stables et instables sont formés.