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GÉOCHIMIE MARINE
temps (j)
dissolution réversible
Figure 5.7. Évolution du pourcentage de dissolution du Mn durant une expérience
in vitro de dégradation de grosses particules marines
et schéma conceptuel de la dissolution.
Des particules marines sont prélevées par filtration puis réparties dans différentes
bouteilles contenant de l'eau de mer. Les bouteilles sont laissées à température constante
et dans le noir pour éviter la photosynthèse. Après différents temps d’incubation, la solution
d’incubation et les particules résiduelles d’une bouteille sont séparées par filtration et
analysées. À partir des concentrations du Mn dissous et du Mn particulaire, on obtient
révolution du pourcentage de dissolution de Mn au cours du temps. En ajustant les valeurs
de f*" (= 68 %) et /r0M+fcœd(= 5,3 j ’), on obtient un bon accord entre les données expérimentales et le modèle. Modifié d’après Arraes-Mescoff et al., 2001.
Quel est alors le temps de réponse à une perturbation ? Le système n’échangeant
pas de matière avec l’extérieur, la quantité totale de Mn dans le système est constante :
[MntoJ = [Mnd] + [Mnp] = [Mn^^+Mn^™^
Il suit que :
[MnJ(r) + [Mnp]m,Uil e (*red+*“)x' + -A— [Mnj(l-e‘(WWx')
^ox
(5.30)
(MnJ(t) + [Mnd]m,“1 e(*red+*ax)xr +
[Mn ](l-e~(*rcd+*“)x‘)
k , + k
total
red
ox
Le temps de retour à l’équilibre (temps de relaxation) caractéristique du système couplé
est :
1
r r.
T = ------- - ------ ___ P d
k. + k
T + T.
red
ox
p
d
(5.31)
t est intérieur aux temps de résidence des deux réservoirs pris séparément. Si l’oxydation
n as ait pas lieu, le Mn particulaire se dissoudrait totalement et seul t contrôlerait le comportement dynamique du système. En fait, un équilibre s’établit entre l’oxydation et la réduction
avant que tout le Mn particulaire n’ait pu se dissoudre : on a donc t < t . De même, l’équilibre est atteint avant que l’oxydation du Mn dissous ne soit totale. On a donc également
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