LE PETIT MONDE DES PARTICULES MARINES
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b) Que se passe-t-il si 50 % du volume de chaque grosse particule sont en fait constitués de
matière organique ? La densité de MnO, est de 3,0 g.cnr3. Celles de la matière organique
et de l’eau de la Baltique sont identiques et égales à 1,0 g.cnr3. La viscosité cinématique de
l’eau est rj = 0,015 g.cm-1.s’1.
Réponses :
a) A partir de l’équation 9.3, on obtient :
Particules de 3,5 um : w = 0,00089 cm.s 1 = 0,77 m.j-1
Particules de 8,5 um : wp = 0,0052 cm.s-1 = 4,5 m.f1
La masse des particules étant proportionnelle à leur volume, une particule de 8,5 pm
contient (8,5/3,5)3 = 14 fois plus de Mn qu’une particule de 3,5 pm.
Il y a 9 fois moins de grosses particules que de petites, mais comme elles chutent 6 fois
plus vite et qu’elles contiennent chacune 14 fois plus de MnO2, elles forment un flux
14x6/9 = 9,4 fois plus élevé, assurant ainsi 90% du flux de MnO, particulaire.
b) Une particule « mixte » dont le volume est constitué pour moitié de MnO, et pour moitié de
matière organique a une densité de 2,0 g.cm3. Pour un diamètre de 8,5 pm, sa vitesse est de
2,2 m.j 1 soit 2 fois moins que celle d’une particule de même taille constituée entièrement de
MnO,. Comme les particules « mixtes » contiennent 2 fois moins de MnO, que les pures, le
flux de MnO, 4 fois plus faibles. Les particules de 8,5 pm mixtes forment alors un flux qui
n’est que 9,4/4 = 2,3 fois plus élevé que celui des particules de 3,5 pm entièrement constituées de MnO, (soit encore 70 % du flux de MnO, particulaire).
Pour les particules de grandes tailles, la loi de Stockes ne s’applique plus avec précision,
car des turbulences apparaissent autour de la particule et parce que les grosses particules
sont rarement sphériques (Figure 9.10). Certaines d’entre elles sont des assemblages fragiles
de taille pluri-millimétrique que l’on appelle « neige marine » dont la vitesse de chute est
de l’ordre de 100 à 1000 m.f1. Elles peuvent donc traverser les quelques kilomètres qui
séparent la surface du fond de l’océan en quelques jours ou quelques semaines.
F|gure 9.10. Vitesse de chute
des particules en fonction de
’eur diamètre.
La droite correspond à la loi de
ûtokes pour une différence de
densité de 0,0015 g.cm 3 entre les
Particules et l’eau de mer. Modifié
après Stemmann et al., 2004.
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b) Que se passe-t-il si 50 % du volume de chaque grosse particule sont en fait constitués de
matière organique ? La densité de MnO, est de 3,0 g.cnr3. Celles de la matière organique
et de l’eau de la Baltique sont identiques et égales à 1,0 g.cnr3. La viscosité cinématique de
l’eau est rj = 0,015 g.cm-1.s’1.
Réponses :
a) A partir de l’équation 9.3, on obtient :
Particules de 3,5 um : w = 0,00089 cm.s 1 = 0,77 m.j-1
Particules de 8,5 um : wp = 0,0052 cm.s-1 = 4,5 m.f1
La masse des particules étant proportionnelle à leur volume, une particule de 8,5 pm
contient (8,5/3,5)3 = 14 fois plus de Mn qu’une particule de 3,5 pm.
Il y a 9 fois moins de grosses particules que de petites, mais comme elles chutent 6 fois
plus vite et qu’elles contiennent chacune 14 fois plus de MnO2, elles forment un flux
14x6/9 = 9,4 fois plus élevé, assurant ainsi 90% du flux de MnO, particulaire.
b) Une particule « mixte » dont le volume est constitué pour moitié de MnO, et pour moitié de
matière organique a une densité de 2,0 g.cm3. Pour un diamètre de 8,5 pm, sa vitesse est de
2,2 m.j 1 soit 2 fois moins que celle d’une particule de même taille constituée entièrement de
MnO,. Comme les particules « mixtes » contiennent 2 fois moins de MnO, que les pures, le
flux de MnO, 4 fois plus faibles. Les particules de 8,5 pm mixtes forment alors un flux qui
n’est que 9,4/4 = 2,3 fois plus élevé que celui des particules de 3,5 pm entièrement constituées de MnO, (soit encore 70 % du flux de MnO, particulaire).
Pour les particules de grandes tailles, la loi de Stockes ne s’applique plus avec précision,
car des turbulences apparaissent autour de la particule et parce que les grosses particules
sont rarement sphériques (Figure 9.10). Certaines d’entre elles sont des assemblages fragiles
de taille pluri-millimétrique que l’on appelle « neige marine » dont la vitesse de chute est
de l’ordre de 100 à 1000 m.f1. Elles peuvent donc traverser les quelques kilomètres qui
séparent la surface du fond de l’océan en quelques jours ou quelques semaines.
F|gure 9.10. Vitesse de chute
des particules en fonction de
’eur diamètre.
La droite correspond à la loi de
ûtokes pour une différence de
densité de 0,0015 g.cm 3 entre les
Particules et l’eau de mer. Modifié
après Stemmann et al., 2004.