296
GÉOCHIMIE MARINE
Les âges de circulation ainsi obtenus sur le bord ouest de l’Atlantique sont plus longs
que ceux obtenus en se basant sur les injections récentes de CFC. En fait il n’y a pas de
contradiction. Environ 100-200 ans sont nécessaires pour renouveler toute l’eau présente à
l’ouest du bassin, alors que la présence de CFC indique juste qu’une partie de l’eau présente
dans le bassin a été récemment au contact avec l’atmosphère. Le 14C naturel donne donc
des informations sur la circulation à long terme alors que le tritium et les CFC montrent un
phénomène transitoire (Exercice d’approfondissement 5).
10.4. L’apport de 231Pa-230Th
Depuis quelques années, l’utilisation de 230Th et de 231Pa comme traceurs de la circulation profonde émerge. Ces deux isotopes sont produits uniformément dans l’océan
par désintégration de l’uranium et éliminés par fixation sur les particules marines (voir
chapitre 4). Quand le transport de 23OTh et de 231 Pa est dominé par les particules marines, il
s’établit un équilibre entre la production et le transport particulaire et leurs concentrations
augmentent linéairement avec la profondeur (voir chapitre 9). Si les courants sont importants, cet équilibre est rompu et les profils ne sont plus linéaires (Figure 10.13). Durant la
formation de l’eau nord-atlantique profonde, des eaux de surface pauvres en 230Th et en 23lPa
plongent en profondeur puis migrent vers le sud le long du talus nord américain. Durant
leur trajet vers le sud, elles sont enrichies en 230Th et 231Pa par la désintégration de l’uranium.
Ce retour vers l’équilibre permet d’estimer l’âge des masses d’eau. 230Th et 231Pa ayant des
temps de résidence différents dans l’océan (20-40 ans pour Th et 200-400 ans pour Pa qui
est plus soluble), ils permettent d’étudier des gammes de temps différentes. Le phénomène
est encore plus marqué pour 231Pa, qui est produit uniformément dans la colonne d’eau
aiPa (fg.kg1)
230Th (fg.kg-1)
Figure 10.13. Évolution de ?!'Pa et 230Th le long de la boucle de recirculation
du courant atlantique profond à l’équateur.
L équilibré production-sédimentation est perturbé à partir de 1 000 m de profondeur pour
Pa et 2 000 m pour Th, ce qui traduit le temps de résidence plus long du premier. Le retour
vers les profils d équilibre entre les deux stations permet d’estimer le temps de circulation
des masses d'eau. Modifié d'après Choi et al., 2001.
GÉOCHIMIE MARINE
Les âges de circulation ainsi obtenus sur le bord ouest de l’Atlantique sont plus longs
que ceux obtenus en se basant sur les injections récentes de CFC. En fait il n’y a pas de
contradiction. Environ 100-200 ans sont nécessaires pour renouveler toute l’eau présente à
l’ouest du bassin, alors que la présence de CFC indique juste qu’une partie de l’eau présente
dans le bassin a été récemment au contact avec l’atmosphère. Le 14C naturel donne donc
des informations sur la circulation à long terme alors que le tritium et les CFC montrent un
phénomène transitoire (Exercice d’approfondissement 5).
10.4. L’apport de 231Pa-230Th
Depuis quelques années, l’utilisation de 230Th et de 231Pa comme traceurs de la circulation profonde émerge. Ces deux isotopes sont produits uniformément dans l’océan
par désintégration de l’uranium et éliminés par fixation sur les particules marines (voir
chapitre 4). Quand le transport de 23OTh et de 231 Pa est dominé par les particules marines, il
s’établit un équilibre entre la production et le transport particulaire et leurs concentrations
augmentent linéairement avec la profondeur (voir chapitre 9). Si les courants sont importants, cet équilibre est rompu et les profils ne sont plus linéaires (Figure 10.13). Durant la
formation de l’eau nord-atlantique profonde, des eaux de surface pauvres en 230Th et en 23lPa
plongent en profondeur puis migrent vers le sud le long du talus nord américain. Durant
leur trajet vers le sud, elles sont enrichies en 230Th et 231Pa par la désintégration de l’uranium.
Ce retour vers l’équilibre permet d’estimer l’âge des masses d’eau. 230Th et 231Pa ayant des
temps de résidence différents dans l’océan (20-40 ans pour Th et 200-400 ans pour Pa qui
est plus soluble), ils permettent d’étudier des gammes de temps différentes. Le phénomène
est encore plus marqué pour 231Pa, qui est produit uniformément dans la colonne d’eau
aiPa (fg.kg1)
230Th (fg.kg-1)
Figure 10.13. Évolution de ?!'Pa et 230Th le long de la boucle de recirculation
du courant atlantique profond à l’équateur.
L équilibré production-sédimentation est perturbé à partir de 1 000 m de profondeur pour
Pa et 2 000 m pour Th, ce qui traduit le temps de résidence plus long du premier. Le retour
vers les profils d équilibre entre les deux stations permet d’estimer le temps de circulation
des masses d'eau. Modifié d'après Choi et al., 2001.