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GÉOCHIMIE MARINE
Figure 6.9. Évolution théorique des concentrations
de 226Ra et 228Ra en fonction de la distance à la côte.
a) Pe» 1 et u<0 : l’eau du large est advectée jusqu’à
la côte sans que sa concentration soit modifiée par
mélange avec l’eau côtière, b) Pe«1 et u<0 : l'eau du
large advectée vers la côte est mélangée à de l’eau
côtière par diffusion, le profil devient incurvé, c) Pe«=0 :
la diffusion est très forte et elle assure le mélange des
eaux entre la côte et le large, d) Pe=1 et u>0 : l’advection transporte l’eau côtière vers le large et le mélange
devient sensible quand on s’éloigne de la côte, e) Pe
» 1 et u>0 : l’advection est si forte que l’eau côtière
envahit le plateau et elle ne se mélange que quand elle
arrive au large.
Les profils de A^_226 et de
_2,8 linéaires entre la côte et 50 km au large (Figure 6.8)
indiquent que le transport par diffusion turbulente domine et que l’advection est négligeable.
Il est probable que la rupture de pente observée au-delà de 50 km est due à l’advection latérale d’eau par le Gulf Stream : on se trouve alors dans un régime de mélange différent. Nous
nous focaliserons dans la suite sur la zone 0-50 km.
Quand la diffusion domine, l’équation 6.31 montre qu’il n’est pas possible de déterminer Kx à partir de 22hRa et de 228Ra. On peut par contre utiliser les isotopes de plus courtes
périodes. Les informations déduites des profils de /lRa 226 et de /lRa ,2g nous permettent de
négliger l’advection dans l’équation 6.20, l’équation de conservation de /lRa 223 et de ^^.224
s’écrit :
d2 J
K—^-AA=C
(6.33)
1 dx2
La solution de cette équation est de la forme :
(-/M
(K x\
AJx) = B/'
(6.34)
Compte tenu de la très courte demi-vie de 223Ra et de 224Ra, leurs concentrations au large
(loin de toute zone de production) doivent être nulles. Pour x — + °o on a donc Ao (+ °°) - 0
(L)
ce qui implique B4—0 afin que le terme « B^e
» de l’équation 6.34 ne devienne pas
infini. En fixant la concentration en xp on obtient B, =A (x )/
. Il suit que :
4/*) = AJ*,) >< e
-
’
(6.35)
En ajustant la courbe donnée par l’équation 6.35 aux mesures (Figure 6.8), on obtient
400 m .s . En combinant les informations apportées par les traceurs de longues et de
courtes périodes, on a déterminé précisément les paramètres caractéristiques des transports
physiques. En fonction de la dynamique du milieu et de la taille du système étudié, les
différents isotopes du radium sont plus ou moins affectés par la désintégration radioactive
(Exercice d’application 3).
GÉOCHIMIE MARINE
Figure 6.9. Évolution théorique des concentrations
de 226Ra et 228Ra en fonction de la distance à la côte.
a) Pe» 1 et u<0 : l’eau du large est advectée jusqu’à
la côte sans que sa concentration soit modifiée par
mélange avec l’eau côtière, b) Pe«1 et u<0 : l'eau du
large advectée vers la côte est mélangée à de l’eau
côtière par diffusion, le profil devient incurvé, c) Pe«=0 :
la diffusion est très forte et elle assure le mélange des
eaux entre la côte et le large, d) Pe=1 et u>0 : l’advection transporte l’eau côtière vers le large et le mélange
devient sensible quand on s’éloigne de la côte, e) Pe
» 1 et u>0 : l’advection est si forte que l’eau côtière
envahit le plateau et elle ne se mélange que quand elle
arrive au large.
Les profils de A^_226 et de
_2,8 linéaires entre la côte et 50 km au large (Figure 6.8)
indiquent que le transport par diffusion turbulente domine et que l’advection est négligeable.
Il est probable que la rupture de pente observée au-delà de 50 km est due à l’advection latérale d’eau par le Gulf Stream : on se trouve alors dans un régime de mélange différent. Nous
nous focaliserons dans la suite sur la zone 0-50 km.
Quand la diffusion domine, l’équation 6.31 montre qu’il n’est pas possible de déterminer Kx à partir de 22hRa et de 228Ra. On peut par contre utiliser les isotopes de plus courtes
périodes. Les informations déduites des profils de /lRa 226 et de /lRa ,2g nous permettent de
négliger l’advection dans l’équation 6.20, l’équation de conservation de /lRa 223 et de ^^.224
s’écrit :
d2 J
K—^-AA=C
(6.33)
1 dx2
La solution de cette équation est de la forme :
(-/M
(K x\
AJx) = B/'
(6.34)
Compte tenu de la très courte demi-vie de 223Ra et de 224Ra, leurs concentrations au large
(loin de toute zone de production) doivent être nulles. Pour x — + °o on a donc Ao (+ °°) - 0
(L)
ce qui implique B4—0 afin que le terme « B^e
» de l’équation 6.34 ne devienne pas
infini. En fixant la concentration en xp on obtient B, =A (x )/
. Il suit que :
4/*) = AJ*,) >< e
-
’
(6.35)
En ajustant la courbe donnée par l’équation 6.35 aux mesures (Figure 6.8), on obtient
400 m .s . En combinant les informations apportées par les traceurs de longues et de
courtes périodes, on a déterminé précisément les paramètres caractéristiques des transports
physiques. En fonction de la dynamique du milieu et de la taille du système étudié, les
différents isotopes du radium sont plus ou moins affectés par la désintégration radioactive
(Exercice d’application 3).