LES ISOTOPES RADIOACTIFS ET LES ISOTOPES RADIOGÉNIQUES
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Figure 4.8. Évolution de la concentration et de la composition isotopique du Pb
en mer Ligure entre 1983 et 1995.
La baisse de concentration entre 1983 et 1995 découle de l’arrêt progressif des émissions
de plomb par les automobiles. Le changement de composition isotopique montre qu’alors
qu’en 1983 le Pb était marqué par les émissions automobiles (a,7Pb/Z08Pb - 1,08), il a été
remplacé en 1995 par du plomb d’origine industrielle f^PbÆ^Pb = 1,165-1,170). Modifié
d’après des données non publiées de Alleman et Hamelin.
Le Pb possède un isotope stable et non radiogénique, 204Pb (peu abondant), et trois
isotopes radiogéniques mais stables aussi : 206Pb, 207Pb et 208Pb qui sont issus de la désintégration respectivement de 238U, 235U et 232Th (voir section sur les chaînes de désintégration
de l’uranium et du thorium). Les différentes sources de Pb ont des signatures isotopiques
distinctes (Figure 4.8). Comme les différents pays industrialisés utilisent du plomb extrait
de minerais ayant des compositions isotopiques différentes (selon leur âge et leur histoire),
on utilise ces signatures isotopiques comme des d’empreintes digitales pour tracer l’origine
et le transport des particules et/ou des masses d’air ou d’eau dans l’atmosphère et l’océan.
Par exemple, la composition isotopique du Pb montre que le Pb anthropique émis sur la côte
est des États-Unis traverse l’Atlantique grâce au Gulf Stream et qu’il est éliminé de l’eau de
mer par fixation sur les particules marines au niveau de l’upwelling mauritanien (Hamelin
et al., 1997).
L’hélium
L’hélium est un gaz rare. Il est donc volatile et inerte chimiquement. Compte tenu de sa
faible masse, il n’est pas retenu par le champ de gravité terrestre et il s’échappe de l’atmosphère terrestre. L’hélium possède deux isotopes (3He et 4He) qui ont des origines distinctes.
De 1 ’He primordial est piégé dans le manteau terrestre depuis la formation de la Terre et
il dégaze dans l’océan et l’atmosphère lors des éruptions volcaniques. De l”He est également apporté dans les sédiments marins par les poussières interplanétaires (ou IDP pour
Inter Planetary Dusts) qui se déposent au fond de l’océan. Ces fines poussières (< 10 pm)
résultent de la collision d’astéroïdes entre eux et elles sont riches en ’He qui a été implanté à
leur surface, alors qu’il était transporté sous forme d’ions par les vents solaires avant que les
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Figure 4.8. Évolution de la concentration et de la composition isotopique du Pb
en mer Ligure entre 1983 et 1995.
La baisse de concentration entre 1983 et 1995 découle de l’arrêt progressif des émissions
de plomb par les automobiles. Le changement de composition isotopique montre qu’alors
qu’en 1983 le Pb était marqué par les émissions automobiles (a,7Pb/Z08Pb - 1,08), il a été
remplacé en 1995 par du plomb d’origine industrielle f^PbÆ^Pb = 1,165-1,170). Modifié
d’après des données non publiées de Alleman et Hamelin.
Le Pb possède un isotope stable et non radiogénique, 204Pb (peu abondant), et trois
isotopes radiogéniques mais stables aussi : 206Pb, 207Pb et 208Pb qui sont issus de la désintégration respectivement de 238U, 235U et 232Th (voir section sur les chaînes de désintégration
de l’uranium et du thorium). Les différentes sources de Pb ont des signatures isotopiques
distinctes (Figure 4.8). Comme les différents pays industrialisés utilisent du plomb extrait
de minerais ayant des compositions isotopiques différentes (selon leur âge et leur histoire),
on utilise ces signatures isotopiques comme des d’empreintes digitales pour tracer l’origine
et le transport des particules et/ou des masses d’air ou d’eau dans l’atmosphère et l’océan.
Par exemple, la composition isotopique du Pb montre que le Pb anthropique émis sur la côte
est des États-Unis traverse l’Atlantique grâce au Gulf Stream et qu’il est éliminé de l’eau de
mer par fixation sur les particules marines au niveau de l’upwelling mauritanien (Hamelin
et al., 1997).
L’hélium
L’hélium est un gaz rare. Il est donc volatile et inerte chimiquement. Compte tenu de sa
faible masse, il n’est pas retenu par le champ de gravité terrestre et il s’échappe de l’atmosphère terrestre. L’hélium possède deux isotopes (3He et 4He) qui ont des origines distinctes.
De 1 ’He primordial est piégé dans le manteau terrestre depuis la formation de la Terre et
il dégaze dans l’océan et l’atmosphère lors des éruptions volcaniques. De l”He est également apporté dans les sédiments marins par les poussières interplanétaires (ou IDP pour
Inter Planetary Dusts) qui se déposent au fond de l’océan. Ces fines poussières (< 10 pm)
résultent de la collision d’astéroïdes entre eux et elles sont riches en ’He qui a été implanté à
leur surface, alors qu’il était transporté sous forme d’ions par les vents solaires avant que les