266
GÉOCHIMIE MARINE
du thorium et d’autres métaux « dissous » n’est pas réellement en solution, mais fixée rapidement sur des colloïdes qui, eux, mettent plusieurs semaines avant d être fixés sur les petites
particules (Baskaran et al., 2004).
De la même façon, on détermine le temps de résidence du 234Th particulaire dans la
couche de surface et par la même, le temps de résidence des particules. L activité en Th
particulaire
,,4 ) est définie comme l’activité de 234Th retenu sur le filtre divisée par le
volume d’eau filtrée. Pour la couche de surface, on obtient kp qui est le taux d’élimination
(aussi appelé « scavenging » en anglais) du Th particulaire par sédimentation dans la colonne
d’eau en remplaçant dans l’équation 5.15 du chapitre 5 l’activité de l’isotope père par la
production de 234Th particulaire (Figure 9.15) :
k = K..
P
234Th
/(^]/ Â234Th)/l Th - 234-d
1
A
\
Th - 234-p
-1
^234Th
a
_ A
- 238
Th - 234-d
~A
Th-234-p
(9.6)
Exercice d’application :234Th particulaire dans les eaux de surface du Pacifique
(Coale et Bruland, 1987)
Toujours à partir de la figure 9.15, déterminez le temps de résidence de 234Th particulaire
dans la couche mélangée, à 70 m et à 200 m de profondeur. En déduire la vitesse de chute des
particules.
Réponse :
On relève sur la figure les activités A,,
A.n ... . et A... ... moyennées entre la surface et
U-238-'
In-234-d
Th-234-p
J
la profondeur maximale. À partir de ces valeurs et de l’équation 9.6, on calcule £pet rp (=l^p)
Profondeur
Couche mel.
0-70 m
0-200 m
Va» (dpm.l-1)
0,25
0,35
0,32
ATh-23^(dpm.|-1)
1,6
1,4
1,8
kp (j ’)
0,063
0,058
0,030
M)
16
17
34
L équation 9.6 donne le flux de 234Th ou 23OTh particulaire quittant les eaux de surface en
fonction de la profondeur considérée et de la concentration moyenne en isotopes de U et Th
dans la colonne d eau sus-jacente. On l’utilise pour évaluer l’efficacité des pièges à particules
en comparant les flux de ;wTh ou 234Th mesurés et calculés. Le 234Th qui a une demi-vie
Tableau 9.4. Calcul du temps de résidence du thorium particulaire.
Le temps de résidence du21 'Th particulaire augmente avec l’épaisseur de la couche considérée.
Si les particules sont formées à la surface de l’océan, leur vitesse de chute jusqu’à une profondeur z est :
w = z/r.
p
p
On en déduit qu entre 0 et 200 m, la vitesse de chute des particules est de 6 m.j '.
GÉOCHIMIE MARINE
du thorium et d’autres métaux « dissous » n’est pas réellement en solution, mais fixée rapidement sur des colloïdes qui, eux, mettent plusieurs semaines avant d être fixés sur les petites
particules (Baskaran et al., 2004).
De la même façon, on détermine le temps de résidence du 234Th particulaire dans la
couche de surface et par la même, le temps de résidence des particules. L activité en Th
particulaire
,,4 ) est définie comme l’activité de 234Th retenu sur le filtre divisée par le
volume d’eau filtrée. Pour la couche de surface, on obtient kp qui est le taux d’élimination
(aussi appelé « scavenging » en anglais) du Th particulaire par sédimentation dans la colonne
d’eau en remplaçant dans l’équation 5.15 du chapitre 5 l’activité de l’isotope père par la
production de 234Th particulaire (Figure 9.15) :
k = K..
P
234Th
/(^]/ Â234Th)/l Th - 234-d
1
A
\
Th - 234-p
-1
^234Th
a
_ A
- 238
Th - 234-d
~A
Th-234-p
(9.6)
Exercice d’application :234Th particulaire dans les eaux de surface du Pacifique
(Coale et Bruland, 1987)
Toujours à partir de la figure 9.15, déterminez le temps de résidence de 234Th particulaire
dans la couche mélangée, à 70 m et à 200 m de profondeur. En déduire la vitesse de chute des
particules.
Réponse :
On relève sur la figure les activités A,,
A.n ... . et A... ... moyennées entre la surface et
U-238-'
In-234-d
Th-234-p
J
la profondeur maximale. À partir de ces valeurs et de l’équation 9.6, on calcule £pet rp (=l^p)
Profondeur
Couche mel.
0-70 m
0-200 m
Va» (dpm.l-1)
0,25
0,35
0,32
ATh-23^(dpm.|-1)
1,6
1,4
1,8
kp (j ’)
0,063
0,058
0,030
M)
16
17
34
L équation 9.6 donne le flux de 234Th ou 23OTh particulaire quittant les eaux de surface en
fonction de la profondeur considérée et de la concentration moyenne en isotopes de U et Th
dans la colonne d eau sus-jacente. On l’utilise pour évaluer l’efficacité des pièges à particules
en comparant les flux de ;wTh ou 234Th mesurés et calculés. Le 234Th qui a une demi-vie
Tableau 9.4. Calcul du temps de résidence du thorium particulaire.
Le temps de résidence du21 'Th particulaire augmente avec l’épaisseur de la couche considérée.
Si les particules sont formées à la surface de l’océan, leur vitesse de chute jusqu’à une profondeur z est :
w = z/r.
p
p
On en déduit qu entre 0 et 200 m, la vitesse de chute des particules est de 6 m.j '.