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GÉOCHIMIE MARINE
S’il est encore relativement frais, le matériel organique est dit labile, et il est facilement
reminéralisé par les bactéries et utilisable par le plancton ; dans le cas contraire, il est désigné
comme réfractaire, peu dégradable et il est transporté comme tel vers les sédiments.
Les contaminants d’origine anthropique peuvent être organiques (ex. : hydrocarbures,
molécules de pesticides ou d’engrais adsorbées sur les particules véhiculées dans les rivières)
ou minéraux (ex. : métaux lourds, produits d’origine nucléaire, etc.).
La seconde origine est interne à l’océan, c’est le produit de l’activité biologique marine.
Comme nous l’avons vu aux chapitres 2 et 6, les espèces phytoplanctoniques autotrophes
assimilent les éléments nutritifs dissous (C, N, P, Si, Ca) dans l’eau de mer et utilisent
l’énergie solaire pour fabriquer leur matière organique, essentiellement constituée de
C,H,O,N,P (dite « matière molle »). La plupart de ces espèces fabriquent aussi un squelette,
constitué de silice ou de carbonate de calcium (matière « dure » ou biominérale). La sédimentation de ces squelettes peut donner lieu à de larges dépôts d’opale ou de craie, comme
ceux qui constituent les falaises de Douvres ou Calais, faites de coccolithes. Il existe aussi des
espèces autotrophes qui n’ont pas de squelette, comme les cyanobactéries.
En plus de la contribution spécifique des éléments biogènes, la composition chimique
des particules marines est également modifiée par l’incorporation de métaux en traces peu
solubles (Fe, Mn, Nd,Th...) dans des phases authigènes (hydroxydes de Fe et de Mn par
exemple). Afin de faire la part entre les contributions extérieures (lithogène) et la production
interne (biogénique et authigène) de particules, on estime le contenu en matériel lithogène
des particules marines à partir de traceurs spécifiques. En supposant que (1) des éléments
très insolubles comme Al,Ti ou 232Th sont essentiellement apportés par le matériel lithogène
et que (2) ce matériel lithogène a la composition chimique de la croûte continentale moyenne
(voir annexe du chapitre 2), on déduit les contributions lithogènes et authigènes/biogènes des
différents éléments chimiques (X) :
K».
= Al x (X/AI)^
(9.1)
=XmJ-Alx(X/Al)œ
(9.2)
On effectue parfois une attaque partielle des particules à l’aide d’acides dilués afin de
déterminer la fraction des éléments faiblement liée aux particules ou fraction labile. La
fraction labile ainsi déterminée est a priori différente de la fraction authigène, même si
certaines phases authigènes sont probablement dissoutes et si la phase lithogène peu attaquée.
Application : enrichissement des particules marines en Fe et Zn
On filtre des particules en mer de Ross (Antarctique). La moitié du filtre subit une attaque
totale. I. autre moitié est attaquée de façon légère. Le résultat des analyses est reporté en nanogramme d’élément par kilogramme d’eau filtrée (Tableau 9.1).
GÉOCHIMIE MARINE
S’il est encore relativement frais, le matériel organique est dit labile, et il est facilement
reminéralisé par les bactéries et utilisable par le plancton ; dans le cas contraire, il est désigné
comme réfractaire, peu dégradable et il est transporté comme tel vers les sédiments.
Les contaminants d’origine anthropique peuvent être organiques (ex. : hydrocarbures,
molécules de pesticides ou d’engrais adsorbées sur les particules véhiculées dans les rivières)
ou minéraux (ex. : métaux lourds, produits d’origine nucléaire, etc.).
La seconde origine est interne à l’océan, c’est le produit de l’activité biologique marine.
Comme nous l’avons vu aux chapitres 2 et 6, les espèces phytoplanctoniques autotrophes
assimilent les éléments nutritifs dissous (C, N, P, Si, Ca) dans l’eau de mer et utilisent
l’énergie solaire pour fabriquer leur matière organique, essentiellement constituée de
C,H,O,N,P (dite « matière molle »). La plupart de ces espèces fabriquent aussi un squelette,
constitué de silice ou de carbonate de calcium (matière « dure » ou biominérale). La sédimentation de ces squelettes peut donner lieu à de larges dépôts d’opale ou de craie, comme
ceux qui constituent les falaises de Douvres ou Calais, faites de coccolithes. Il existe aussi des
espèces autotrophes qui n’ont pas de squelette, comme les cyanobactéries.
En plus de la contribution spécifique des éléments biogènes, la composition chimique
des particules marines est également modifiée par l’incorporation de métaux en traces peu
solubles (Fe, Mn, Nd,Th...) dans des phases authigènes (hydroxydes de Fe et de Mn par
exemple). Afin de faire la part entre les contributions extérieures (lithogène) et la production
interne (biogénique et authigène) de particules, on estime le contenu en matériel lithogène
des particules marines à partir de traceurs spécifiques. En supposant que (1) des éléments
très insolubles comme Al,Ti ou 232Th sont essentiellement apportés par le matériel lithogène
et que (2) ce matériel lithogène a la composition chimique de la croûte continentale moyenne
(voir annexe du chapitre 2), on déduit les contributions lithogènes et authigènes/biogènes des
différents éléments chimiques (X) :
K».
= Al x (X/AI)^
(9.1)
=XmJ-Alx(X/Al)œ
(9.2)
On effectue parfois une attaque partielle des particules à l’aide d’acides dilués afin de
déterminer la fraction des éléments faiblement liée aux particules ou fraction labile. La
fraction labile ainsi déterminée est a priori différente de la fraction authigène, même si
certaines phases authigènes sont probablement dissoutes et si la phase lithogène peu attaquée.
Application : enrichissement des particules marines en Fe et Zn
On filtre des particules en mer de Ross (Antarctique). La moitié du filtre subit une attaque
totale. I. autre moitié est attaquée de façon légère. Le résultat des analyses est reporté en nanogramme d’élément par kilogramme d’eau filtrée (Tableau 9.1).