L’HISTOIRE DE L’OCÉAN ET L’ÉVOLUTION DU CLIMAT
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A Exercice 2. Conditions redox de l’océan au Protérozoïque moyen (Anbar, 2004).
On veut déterminer les conditions redox de l’océan durant le Protérozoïque moyen. On utilise
pour cela le molybdène (Mo) et sa composition isotopique.
1) On s’intéresse tout d’abord au comportement chimique du Mo. La concentration en Mo
(~105 nmol.kg-1) est constante avec la profondeur dans l’océan ouvert et elle ne varie pas
significativement entre l’océan Atlantique et l’océan Pacifique. En mer Noire, la concentration en Mo est relativement élevée (60-70 nmol.kg-1) dans les eaux de surface. En dessous
de 100 m de profondeur (en présence de d’H2S, voir exercice d’approfondissement 6 au
chapitre 2), la concentration en Mo chute rapidement (~ 5 nmol.kg-1 en dessous de 500 m
de profondeur). Au pH de l’eau de mer, Mo se trouve sous forme d’oxyanion (MoO2)
quand pe > -4 et sous forme de molybdénite (MoS, solide) quand pe < -4. A partir de
ces informations, expliquez le comportement chimique du Mo en conditions oxydantes et
réductrices.
2) On s’intéresse maintenant à la composition isotopique du Mo. Le molybdène ne comporte
que des isotopes stables. On mesure le rapport 97Mo/95Mo. On exprime les variations relatives de ce rapport avec la notation ô97/95Mo (voir chapitre 3).
La principale source de Mo à l’océan est l’érosion des continents. Les principaux puits sont
la sédimentation dans les zones anoxiques de l’océan et la fixation dans les encroûtements et
les nodules de fer et de manganèse qui se forment à la surface des sédiments oxydés.
On a compilé les valeurs suivantes :
Échantillons
ô 97/95Mo (%o)
Granité, basalte, molybdénite (minerais de Mo)
0 ± 0,4
Eau de mer (Mo dissous)
+ 1,6 ±0,6
Croûtes et nodules de Fe et Mn (sédiments oxydés)
-0,5 ±0,2__
Sédiments réducteurs actuels (mer Noire)____________
+ 1,5 ±0,25
Quel est le processus majeur qui fractionne les isotopes du Mo dissous dans 1 eau de m
3) En supposant que le cycle du Mo est à l’état stationnaire, estimez le pourcentage d *
q
sédimente dans les zones oxydées et réductrices de l’océan.
4) Le ô97/95Mo de sédiments marins réducteurs extrêmement bien préservés datant d
zoïque moyen est de + 0,5 ± 0,3 %o.
f
En supposant que le processus fractionnant les isotopes du Mo et que 1 amplit
tionnement étaient les mêmes qu’aujourd’hui, estimez la part respective des zon
et réductrices au Protérozoïque moyen.
5) Ces résultats apportent-ils du crédit à l’hypothèse d un océan oxydé ou à ce
riche en sulfure ? Les conditions redox de l’océan au Protérozoïque moye
favorables à une limitation du développement des algues eucaryotes par 1
À Exercice 3. La Méditerranée à sec (Flecker et al., 2002) ■
■ cc
Il y a 6 millions d’années, la Méditerranée a connu une
sédiments mêditerrade couches de sel (ou évaporites) d’environ 1 km d épaiss
comprendre
néens atteste, qu’à cette époque, la Méditerranée était régulier
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A Exercice 2. Conditions redox de l’océan au Protérozoïque moyen (Anbar, 2004).
On veut déterminer les conditions redox de l’océan durant le Protérozoïque moyen. On utilise
pour cela le molybdène (Mo) et sa composition isotopique.
1) On s’intéresse tout d’abord au comportement chimique du Mo. La concentration en Mo
(~105 nmol.kg-1) est constante avec la profondeur dans l’océan ouvert et elle ne varie pas
significativement entre l’océan Atlantique et l’océan Pacifique. En mer Noire, la concentration en Mo est relativement élevée (60-70 nmol.kg-1) dans les eaux de surface. En dessous
de 100 m de profondeur (en présence de d’H2S, voir exercice d’approfondissement 6 au
chapitre 2), la concentration en Mo chute rapidement (~ 5 nmol.kg-1 en dessous de 500 m
de profondeur). Au pH de l’eau de mer, Mo se trouve sous forme d’oxyanion (MoO2)
quand pe > -4 et sous forme de molybdénite (MoS, solide) quand pe < -4. A partir de
ces informations, expliquez le comportement chimique du Mo en conditions oxydantes et
réductrices.
2) On s’intéresse maintenant à la composition isotopique du Mo. Le molybdène ne comporte
que des isotopes stables. On mesure le rapport 97Mo/95Mo. On exprime les variations relatives de ce rapport avec la notation ô97/95Mo (voir chapitre 3).
La principale source de Mo à l’océan est l’érosion des continents. Les principaux puits sont
la sédimentation dans les zones anoxiques de l’océan et la fixation dans les encroûtements et
les nodules de fer et de manganèse qui se forment à la surface des sédiments oxydés.
On a compilé les valeurs suivantes :
Échantillons
ô 97/95Mo (%o)
Granité, basalte, molybdénite (minerais de Mo)
0 ± 0,4
Eau de mer (Mo dissous)
+ 1,6 ±0,6
Croûtes et nodules de Fe et Mn (sédiments oxydés)
-0,5 ±0,2__
Sédiments réducteurs actuels (mer Noire)____________
+ 1,5 ±0,25
Quel est le processus majeur qui fractionne les isotopes du Mo dissous dans 1 eau de m
3) En supposant que le cycle du Mo est à l’état stationnaire, estimez le pourcentage d *
q
sédimente dans les zones oxydées et réductrices de l’océan.
4) Le ô97/95Mo de sédiments marins réducteurs extrêmement bien préservés datant d
zoïque moyen est de + 0,5 ± 0,3 %o.
f
En supposant que le processus fractionnant les isotopes du Mo et que 1 amplit
tionnement étaient les mêmes qu’aujourd’hui, estimez la part respective des zon
et réductrices au Protérozoïque moyen.
5) Ces résultats apportent-ils du crédit à l’hypothèse d un océan oxydé ou à ce
riche en sulfure ? Les conditions redox de l’océan au Protérozoïque moye
favorables à une limitation du développement des algues eucaryotes par 1
À Exercice 3. La Méditerranée à sec (Flecker et al., 2002) ■
■ cc
Il y a 6 millions d’années, la Méditerranée a connu une
sédiments mêditerrade couches de sel (ou évaporites) d’environ 1 km d épaiss
comprendre
néens atteste, qu’à cette époque, la Méditerranée était régulier