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GÉOCHIMIE MARINE
injectant une « tache » de SF6 sur une surface de densité constante à ~ 4 000 m de profondeur
dans le bassin du Brésil. Quatorze mois après l’injection, on mesure la dispersion du traceur
de part et d’autre de la surface d’injection : dans la partie ouest du bassin dont le fond assez
plat est situé à 5000 m de fond, on trouve l’essentiel (95%) du traceur à ± 50 m autour de la
surface de référence ; dans la partie est du bassin qui a une topographie accidentée à cause de
la présence de la ride médio-Atlantique, on trouve l’ensemble du traceur (95 %) jusqu’à 400 m
au-dessus et en dessous de la surface de référence.
1) Déterminez le coefficient de diffusion turbulente à l’est et à l’ouest du bassin.
2) Discutez l’effet de la topographie sur le mélange vertical.
▲ Exercice 5. Ventilation de l’océan Arctique profond (Schlosser et al., 1997).
L’océan Arctique possède trois bassins profonds majeurs (z > 2 000 m) : les bassins de Nansen
et d’Amundsen et du Canada séparés par des dorsales océaniques. On cherche à connaître le
temps de résidence de l’eau dans chacun des bassins. Le A14C du carbone inorganique dissous
est mesuré dans les eaux profondes des trois bassins :
Nansen :
A14C = -85 %o
Amundsen : A14C = -75 %o
Canada :
A14C = -106 %o
On suppose qu’avant 1950, les eaux de surface arctiques avaient un A14C de -55 %o.
1 ) Déterminez le temps de résidence de l’eau profonde dans les trois bassins.
2 ) Les eaux des bassins de Nansen et du Canada ne contiennent pas de tritium alors que les
eaux du bassin d’Amundsen en contiennent. Cela vous semble-t-il normal ? Expliquez votre
raisonnement.
A Exercice 6. La remontée des eaux profondes dans le Pacifique (Nozaki, 1984).
On veut déterminer la contribution de la diffusion verticale turbulente à la remontée des eaux
profondes. On utilise l’actinium 227 (227Ac). 227Ac est un isotope radioactif dont la demi-vie est
de 21,8 ans. Il est produit par désintégration de 231Pa. Compte tenu des très faibles teneurs en
Pa dans 1 eau de mer, on suppose que l’essentiel de 227Ac dans l’eau de mer diffuse depuis le
tond de 1 océan (les sédiments sont, eux, riches en 231Pa). Des mesures de 227Ac sur un profil
vertical de l’océan Pacifique donnent les résultats suivants :
Tableau 10.1. Activité de 227Ac dans le Pacifique.
profondeur (m)
AAc-^r-ex (dpm.m 3)
4 000
0,85
5 000
1,2
6 000
1,7
L activne de Ac (en désintégration par minute et par m3) peut être utilisée dans les équations
comme une concentration.
GÉOCHIMIE MARINE
injectant une « tache » de SF6 sur une surface de densité constante à ~ 4 000 m de profondeur
dans le bassin du Brésil. Quatorze mois après l’injection, on mesure la dispersion du traceur
de part et d’autre de la surface d’injection : dans la partie ouest du bassin dont le fond assez
plat est situé à 5000 m de fond, on trouve l’essentiel (95%) du traceur à ± 50 m autour de la
surface de référence ; dans la partie est du bassin qui a une topographie accidentée à cause de
la présence de la ride médio-Atlantique, on trouve l’ensemble du traceur (95 %) jusqu’à 400 m
au-dessus et en dessous de la surface de référence.
1) Déterminez le coefficient de diffusion turbulente à l’est et à l’ouest du bassin.
2) Discutez l’effet de la topographie sur le mélange vertical.
▲ Exercice 5. Ventilation de l’océan Arctique profond (Schlosser et al., 1997).
L’océan Arctique possède trois bassins profonds majeurs (z > 2 000 m) : les bassins de Nansen
et d’Amundsen et du Canada séparés par des dorsales océaniques. On cherche à connaître le
temps de résidence de l’eau dans chacun des bassins. Le A14C du carbone inorganique dissous
est mesuré dans les eaux profondes des trois bassins :
Nansen :
A14C = -85 %o
Amundsen : A14C = -75 %o
Canada :
A14C = -106 %o
On suppose qu’avant 1950, les eaux de surface arctiques avaient un A14C de -55 %o.
1 ) Déterminez le temps de résidence de l’eau profonde dans les trois bassins.
2 ) Les eaux des bassins de Nansen et du Canada ne contiennent pas de tritium alors que les
eaux du bassin d’Amundsen en contiennent. Cela vous semble-t-il normal ? Expliquez votre
raisonnement.
A Exercice 6. La remontée des eaux profondes dans le Pacifique (Nozaki, 1984).
On veut déterminer la contribution de la diffusion verticale turbulente à la remontée des eaux
profondes. On utilise l’actinium 227 (227Ac). 227Ac est un isotope radioactif dont la demi-vie est
de 21,8 ans. Il est produit par désintégration de 231Pa. Compte tenu des très faibles teneurs en
Pa dans 1 eau de mer, on suppose que l’essentiel de 227Ac dans l’eau de mer diffuse depuis le
tond de 1 océan (les sédiments sont, eux, riches en 231Pa). Des mesures de 227Ac sur un profil
vertical de l’océan Pacifique donnent les résultats suivants :
Tableau 10.1. Activité de 227Ac dans le Pacifique.
profondeur (m)
AAc-^r-ex (dpm.m 3)
4 000
0,85
5 000
1,2
6 000
1,7
L activne de Ac (en désintégration par minute et par m3) peut être utilisée dans les équations
comme une concentration.