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GÉOCHIMIE MARINE
A Exercice 4. Le néodyme dans l’Atlantique (Jeandel, 1993).
Durant son transit de part et d’autre de l’équateur, l’eau profonde nord-atlantique (NADW)
voit sa concentration de Nd et sa composition isotopique de Nd passer de Cinitial = 18 pmol.kg'1
et ESd'n,nal = -13,5 à Cfinal = 22 pmol.kg'1 et E^al = -11,5.
1) Dans 1 eau de mer, -"U n’est pas à l’équilibre séculaire avec 238U (^^234 =
1 ’ 1 44 'W
Déterminez le rapport d’activité (^u.234^u.238) dans le corail 17 000 ans après sa formation.
Sachant que ce rapport est mesuré avec une précision de l’ordre de 1 %, la décroissance
1) En supposant que cette évolution est due uniquement à la dissolution de poussières d’origine continentale, calculez la composition isotopique que doivent avoir les poussières. Que
pensez-vous de cette hypothèse, si on considère que les principales masses continentales
avoisinantes ont des ENdcompris entre -8 et -13 ?
2) On veut également tester l’hypothèse d’un mélange de masse d’eau entre la NADW et une
eau profonde venant du sud (SCW) dont les caractéristiques sont Cscw = 31 pmol.kg et
ENdscw = _8)5 Quelle fraction/de SCW doit-on ajouter à la NADW pour expliquer l’évolution isotopique de cette dernière ?
1
3) Quelle hypothèse vous semble préférable ?
4) En supposant que l’information isotopique n’ait pas été disponible, pouvez-vous proposer
une stratégie pour choisir entre ces deux hypothèses ?
A Exercice 5. Correction des âges 14C à partir de la méthode U-Th (Bard et al., 1990).
Des coraux prélevés sur l’île de la Barbade ont été datés par la méthode du 14C. Afin de vérifier
ces âges, on veut dater les mêmes échantillons par la méthode 238U-230Th : lors de leur formation, les coraux incorporent beaucoup d’238U (il y en a beaucoup dans l’eau de mer) et pas du
tout de 2 * 'Th (il y en a très peu dans l’eau de mer, notamment dans les eaux de surface, comme
on le verra au chapitre 9).
:" U et 2WTh sont reliés par la chaîne de désintégration suivante :
238U 234Th 234JJ 230^ __
demi-vie de 238LJ = 4,47 x 10’ a
demi-vie de 234Th = 24,1 j
demi-vie de 234U =2,48 x 105 a
demi-vie de 2'Th = 7,54 x 104 a
On analyse les activités de 238U,234U et 230Th (Tableau 4.4) :
Tableau 4.4. Analyses de coraux de la Barbade.
N°
d’échantillon
Âge 14C
^U-234^U-2M
^Th-23t/^U234
Intensité du champ magnétique
terrestre (par rapport à l’actuel)
1
6 586
1,141
0,0667
0,86
2
12 195
1,131
0,1190
0,90
3
17 186
1,136
0,1735
0,67
GÉOCHIMIE MARINE
A Exercice 4. Le néodyme dans l’Atlantique (Jeandel, 1993).
Durant son transit de part et d’autre de l’équateur, l’eau profonde nord-atlantique (NADW)
voit sa concentration de Nd et sa composition isotopique de Nd passer de Cinitial = 18 pmol.kg'1
et ESd'n,nal = -13,5 à Cfinal = 22 pmol.kg'1 et E^al = -11,5.
1) Dans 1 eau de mer, -"U n’est pas à l’équilibre séculaire avec 238U (^^234 =
1 ’ 1 44 'W
Déterminez le rapport d’activité (^u.234^u.238) dans le corail 17 000 ans après sa formation.
Sachant que ce rapport est mesuré avec une précision de l’ordre de 1 %, la décroissance
1) En supposant que cette évolution est due uniquement à la dissolution de poussières d’origine continentale, calculez la composition isotopique que doivent avoir les poussières. Que
pensez-vous de cette hypothèse, si on considère que les principales masses continentales
avoisinantes ont des ENdcompris entre -8 et -13 ?
2) On veut également tester l’hypothèse d’un mélange de masse d’eau entre la NADW et une
eau profonde venant du sud (SCW) dont les caractéristiques sont Cscw = 31 pmol.kg et
ENdscw = _8)5 Quelle fraction/de SCW doit-on ajouter à la NADW pour expliquer l’évolution isotopique de cette dernière ?
1
3) Quelle hypothèse vous semble préférable ?
4) En supposant que l’information isotopique n’ait pas été disponible, pouvez-vous proposer
une stratégie pour choisir entre ces deux hypothèses ?
A Exercice 5. Correction des âges 14C à partir de la méthode U-Th (Bard et al., 1990).
Des coraux prélevés sur l’île de la Barbade ont été datés par la méthode du 14C. Afin de vérifier
ces âges, on veut dater les mêmes échantillons par la méthode 238U-230Th : lors de leur formation, les coraux incorporent beaucoup d’238U (il y en a beaucoup dans l’eau de mer) et pas du
tout de 2 * 'Th (il y en a très peu dans l’eau de mer, notamment dans les eaux de surface, comme
on le verra au chapitre 9).
:" U et 2WTh sont reliés par la chaîne de désintégration suivante :
238U 234Th 234JJ 230^ __
demi-vie de 238LJ = 4,47 x 10’ a
demi-vie de 234Th = 24,1 j
demi-vie de 234U =2,48 x 105 a
demi-vie de 2'Th = 7,54 x 104 a
On analyse les activités de 238U,234U et 230Th (Tableau 4.4) :
Tableau 4.4. Analyses de coraux de la Barbade.
N°
d’échantillon
Âge 14C
^U-234^U-2M
^Th-23t/^U234
Intensité du champ magnétique
terrestre (par rapport à l’actuel)
1
6 586
1,141
0,0667
0,86
2
12 195
1,131
0,1190
0,90
3
17 186
1,136
0,1735
0,67