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GÉOCHIMIE MARINE
- la forte baisse de pH et l’augmentation de PC02 dans la zone de reminéralisation maximale qui entraîne une légère augmentation de Ca2+ par dissolution des carbonates.
Dans la phase solide, la concentration en COP diminue progressivement et on voit une
forte baisse de la concentration CaCO, dans la zone du minimum de pH qui confirme ce qui
a été observé sur les ions Ca2+.
Exercice d’application : estimation des flux d’Cf par différentes méthodes
À partir de la figure 9.25, estimez le flux d’O2 diffusant depuis les eaux de fond vers le sédiment.
On prendra la même zone mesure une consommation d’O2 de 2 mmol.nr2.j-1. Comparez ces deux valeurs.
Réponse :
Le flux d’O, diffusant dans le sédiment est donné par la loi de Fick en tenant compte de la
porosité (chapitre 6, Équations 6.11 et 6.42) : F = - millimètres du sédiment, la concentration en O2 décroît linéairement de 180 nmol.cm 3 à
90 nmol.cm ’. Le gradient de concentration est donc (d02/dz)=(90-180)/0,5 = -180 nmol.
cm 4. On obtient donc un flux F = 2,3 x 10-3 nmol.cnU.s-1 soit 2,0 mmol.nr2.j_| .
Il y a une bonne correspondance entre le flux d’O, diffusant dans le sédiment et la consommation enregistrée par la chambre benthique. L’essentiel de l’alimentation du sédiment en O2
se fait donc par diffusion plutôt que par bioturbation ou bio-irrigation.
Quand les conditions sont très réductrices dans le sédiment, la diffusion de composés
comme H,S ou CH4 dans l’eau de mer peut induire une anoxie des eaux de fond. C’est
le cas dans des bassins isolés où le mélange entre les eaux de surface et les eaux de fond
se fait mal comme en mer Noire ou dans le bassin de Cariaco au large du Venezuela. Une
des découvertes majeures de ces dernières années est la mise en évidence de la présence de
cristaux d’hydrates de méthane dans ces sédiments. La stabilité de ces minéraux est très sensible à une augmentation de la température dans les eaux de fond. On connaît d’ailleurs au
fond de 1 océan des volcans de boue dont les éruptions sont dues à la déstabilisation de ces
hydrates de méthane. Les hydrates constituent une réserve considérable de CH4 qui pourrait
être réinjectée dans l’océan puis l’atmosphère relativement rapidement à l’échelle des temps
géologiques et avec un fort impact climatique compte tenu du fort effet de serre induit par le
méthane (environ 20 fois plus que le CO,).
Il y a généralement une bonne correspondance entre la productivité des eaux de surface
et 1 intensité de la reminéralisation dans les sédiments sous-jacents (Figure 9.26). Les zones
de marge ne représentent que 10 % de la surface des océans, mais elles sont le siège de
20 % de la production primaire océanique et près de 50 % de l’enfouissement du carbone.
L essentiel de la sédimentation ayant lieu dans les zones de marge, c’est également là que la
diagenèse est la plus active : les éléments chimiques minéralisés dans les sédiments des zones
GÉOCHIMIE MARINE
- la forte baisse de pH et l’augmentation de PC02 dans la zone de reminéralisation maximale qui entraîne une légère augmentation de Ca2+ par dissolution des carbonates.
Dans la phase solide, la concentration en COP diminue progressivement et on voit une
forte baisse de la concentration CaCO, dans la zone du minimum de pH qui confirme ce qui
a été observé sur les ions Ca2+.
Exercice d’application : estimation des flux d’Cf par différentes méthodes
À partir de la figure 9.25, estimez le flux d’O2 diffusant depuis les eaux de fond vers le sédiment.
On prendra la même zone mesure une consommation d’O2 de 2 mmol.nr2.j-1. Comparez ces deux valeurs.
Réponse :
Le flux d’O, diffusant dans le sédiment est donné par la loi de Fick en tenant compte de la
porosité (chapitre 6, Équations 6.11 et 6.42) : F = - millimètres du sédiment, la concentration en O2 décroît linéairement de 180 nmol.cm 3 à
90 nmol.cm ’. Le gradient de concentration est donc (d02/dz)=(90-180)/0,5 = -180 nmol.
cm 4. On obtient donc un flux F = 2,3 x 10-3 nmol.cnU.s-1 soit 2,0 mmol.nr2.j_| .
Il y a une bonne correspondance entre le flux d’O, diffusant dans le sédiment et la consommation enregistrée par la chambre benthique. L’essentiel de l’alimentation du sédiment en O2
se fait donc par diffusion plutôt que par bioturbation ou bio-irrigation.
Quand les conditions sont très réductrices dans le sédiment, la diffusion de composés
comme H,S ou CH4 dans l’eau de mer peut induire une anoxie des eaux de fond. C’est
le cas dans des bassins isolés où le mélange entre les eaux de surface et les eaux de fond
se fait mal comme en mer Noire ou dans le bassin de Cariaco au large du Venezuela. Une
des découvertes majeures de ces dernières années est la mise en évidence de la présence de
cristaux d’hydrates de méthane dans ces sédiments. La stabilité de ces minéraux est très sensible à une augmentation de la température dans les eaux de fond. On connaît d’ailleurs au
fond de 1 océan des volcans de boue dont les éruptions sont dues à la déstabilisation de ces
hydrates de méthane. Les hydrates constituent une réserve considérable de CH4 qui pourrait
être réinjectée dans l’océan puis l’atmosphère relativement rapidement à l’échelle des temps
géologiques et avec un fort impact climatique compte tenu du fort effet de serre induit par le
méthane (environ 20 fois plus que le CO,).
Il y a généralement une bonne correspondance entre la productivité des eaux de surface
et 1 intensité de la reminéralisation dans les sédiments sous-jacents (Figure 9.26). Les zones
de marge ne représentent que 10 % de la surface des océans, mais elles sont le siège de
20 % de la production primaire océanique et près de 50 % de l’enfouissement du carbone.
L essentiel de la sédimentation ayant lieu dans les zones de marge, c’est également là que la
diagenèse est la plus active : les éléments chimiques minéralisés dans les sédiments des zones