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GÉOCHIMIE MARINE
désintégration de 238U en 234Th, l’émission d’une particule a induit un effet de recul
(au sens du recul du canon) sur 234Th qui endommage le réseau cristallin. 234U est alors
produit dans une zone mal cristallisée ou même à l’extérieur du cristal où se trouvait
son grand-père 238U. C’est pourquoi les eaux continentales sont généralement enrichies
en 234U par rapport à 238U et un déséquilibre existe également dans l’océan (Exercice
d’approfondissement 5) ;
- 210Pb est issu de la désintégration de 222Rn : il est à la fois produit in situ et apporté par
dépôt depuis l’atmosphère.
Les déséquilibres peuvent également être créés dans l’océan :
- avec sa demi-vie courte, le 222Rn est généralement à l’équilibre avec 226Ra son père, mais
comme c’est un gaz, sa diffusion vers l’atmosphère induit un déficit dans les eaux de
surface (voir chapitre 5) ;
- les isotopes insolubles issus de la désintégration d’un père soluble s’accumulent en excès
sur les particules marines et les sédiments et se trouvent en déficit dans la phase dissoute.
C’est notamment le cas des isotopes de Th, Pa, Pb et Po (voir l’exemple de 234Th, 230Th
et 23lPa aux chapitres 9, 10 et 11). En particulier, ces isotopes permettent de dater les
sédiments (voir les chapitres 6 et 9). Ces isotopes sont en premier lieu des traceurs des
particules marines. Leur élimination de la colonne d’eau se fait préférentiellement là où
on trouve de forts flux de particules susceptibles de les fixer comme dans les zones de
marges ;
- grâce à la désintégration des isotopes insolubles qui s’y accumulent, les sédiments constituent une source d’isotopes solubles qui en diffusent dans les eaux de fond où ils se
retrouvent en excès (voir l’exemple de 227Ac au chapitre 10).
4.5. Les isotopes cosmogéniques
La Terre est en permanence bombardée par des particules (proton, noyaux d’hélium)
de très hautes énergies provenant du Soleil et de la galaxie : le rayonnement cosmique. Le
champ magnétique terrestre, qui dévie les particules chargées, nous protège partiellement
de ce rayonnement. Néanmoins, certaines particules entrent en collision avec les atomes
de 1 atmosphère terrestre. Il se produit alors des réactions nucléaires (dites « réactions de
spallation •) au cours desquelles des noyaux d’atomes de l’atmosphère sont brisés et produisent des noyaux radioactifs comme "’Be (spallation de O et N) ou 26A1 (spallation de Ar).
Des neutrons secondaires produits durant les réactions de spallation peuvent interagir avec
des atomes pour produire des isotopes radioactifs.
Par exemple :
,4N + n - 14C + p
ou n et p représentent un neutron et un proton respectivement.
GÉOCHIMIE MARINE
désintégration de 238U en 234Th, l’émission d’une particule a induit un effet de recul
(au sens du recul du canon) sur 234Th qui endommage le réseau cristallin. 234U est alors
produit dans une zone mal cristallisée ou même à l’extérieur du cristal où se trouvait
son grand-père 238U. C’est pourquoi les eaux continentales sont généralement enrichies
en 234U par rapport à 238U et un déséquilibre existe également dans l’océan (Exercice
d’approfondissement 5) ;
- 210Pb est issu de la désintégration de 222Rn : il est à la fois produit in situ et apporté par
dépôt depuis l’atmosphère.
Les déséquilibres peuvent également être créés dans l’océan :
- avec sa demi-vie courte, le 222Rn est généralement à l’équilibre avec 226Ra son père, mais
comme c’est un gaz, sa diffusion vers l’atmosphère induit un déficit dans les eaux de
surface (voir chapitre 5) ;
- les isotopes insolubles issus de la désintégration d’un père soluble s’accumulent en excès
sur les particules marines et les sédiments et se trouvent en déficit dans la phase dissoute.
C’est notamment le cas des isotopes de Th, Pa, Pb et Po (voir l’exemple de 234Th, 230Th
et 23lPa aux chapitres 9, 10 et 11). En particulier, ces isotopes permettent de dater les
sédiments (voir les chapitres 6 et 9). Ces isotopes sont en premier lieu des traceurs des
particules marines. Leur élimination de la colonne d’eau se fait préférentiellement là où
on trouve de forts flux de particules susceptibles de les fixer comme dans les zones de
marges ;
- grâce à la désintégration des isotopes insolubles qui s’y accumulent, les sédiments constituent une source d’isotopes solubles qui en diffusent dans les eaux de fond où ils se
retrouvent en excès (voir l’exemple de 227Ac au chapitre 10).
4.5. Les isotopes cosmogéniques
La Terre est en permanence bombardée par des particules (proton, noyaux d’hélium)
de très hautes énergies provenant du Soleil et de la galaxie : le rayonnement cosmique. Le
champ magnétique terrestre, qui dévie les particules chargées, nous protège partiellement
de ce rayonnement. Néanmoins, certaines particules entrent en collision avec les atomes
de 1 atmosphère terrestre. Il se produit alors des réactions nucléaires (dites « réactions de
spallation •) au cours desquelles des noyaux d’atomes de l’atmosphère sont brisés et produisent des noyaux radioactifs comme "’Be (spallation de O et N) ou 26A1 (spallation de Ar).
Des neutrons secondaires produits durant les réactions de spallation peuvent interagir avec
des atomes pour produire des isotopes radioactifs.
Par exemple :
,4N + n - 14C + p
ou n et p représentent un neutron et un proton respectivement.