UTILISATION DES ISOTOPES DU THORIUM POUR L'ETUDE DES PARTICULES MARINES DANS L'OCEAN AUSTRAL, LA MER DE BARENTS ET LA MEDITERRANEE - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Study of marine particles in the Austral Ocean, the Barents Sea and the Mediterranean Sea using the Thorium isotopes

UTILISATION DES ISOTOPES DU THORIUM POUR L'ETUDE DES PARTICULES MARINES DANS L'OCEAN AUSTRAL, LA MER DE BARENTS ET LA MEDITERRANEE

Résumé

This work is based on thorium (Th) isotopes to quantify the particles fluxes and exchange between dissolved and particulate phase in three distinct environments. In the shelf region of the Barents Sea, the 234Th fluxes in the water column suggest that the sediment traps have a good catchment efficiency. To estimate the export of Particulate Organic Carbon (POC), we need to use a POC/234Th ratio. It is 10 times lower in the large trapped particles than in the suspended particles. This is due to a preferential remineralization of POC vs 234Th and also to a large quantity of fecal pellets in traps. These results show us the importance of the large particles in the vertical fluxes and suggest that data estimated in previous studies based on the composition of suspended particles in other Arctic regions have been overestimated. In the Indian sector of the Southern Ocean, the export of POC is higher in the Polar Front Zone (PFZ). The 230Th profiles in the water column indicate a rapid renewal rate of deep water (1-15 y) by the North Atlantic Deep Water (NADW) and the Antarctic Bottom Water (AABW) in the site of study. From 234Th-230Th coupling, we are able to constrain the dynamic processes of marine particles in the upper layer. The results suggest that the settling speed of the filtered large particles are lower in the north of the Agulhas Front (AF). Moreover, we note that the desorption and the disaggregation are higher. This could be explained by the presence of detrital organic matter and/or an efficient microbial loop limiting the export of organic matter to the deep layers. In the Mediterranean studies, we have used 232Th and 230Th to estimate the degradation of large marine particles during in vitro experiments. This results suggests that the aggregation of filtered large particles requires to take into account in the particles dynamic models. 230Th-232Th budget of the western Mediterranean Sea indicates that the refractory elements fluxes are dominated by the dissolution of the continental particles stored in margins. To constrain the input of refractory elements, we need to consider advection from the shelves.
Ce travail, basé sur l'utilisation des déséquilibres radioactifs des isotopes du thorium (Th), a été réalisé dans le but de quantifier les flux de particules et les échanges entre la phase dissoute et particulaire dans trois bassins océaniques distincts. En mer de Barents, région peu profonde, les mesures de flux de 234Th dans la colonne d'eau ont montré qu'en été les pièges à particules avaient une bonne efficacité de collecte. Pour estimer les flux de Carbone Organique Particulaire (POC) exportés, on utilise un rapport POC/234Th. Ce dernier est 10 fois plus faible dans les grosses particules piégées que dans les particules en suspension. Ceci est sans doute dû à une reminéralisation préférentielle du POC sur le 234Th et à une prépondérance de pelotes fécales dans les pièges. Ces résultats montrent l'importance des grosses particules dans le flux vertical de matière. Cela suggère que les valeurs d'export de carbone basé sur la composition des particules en suspension dans les autres régions de l'Arctique ont été sans doute surestimées. Dans le secteur Indien de l'océan Austral, les estimations des flux de POC exportés sont maximum dans la région du Front Polaire (PFZ). Les profils de 230Th dans la colonne d'eau montrent un renouvellement rapide des eaux de fond (1-15 ans) dû à l'écoulement de l'eau Nord-Atlantique Profonde (NADW) et de l'eau Antarctique de Fond (AABW) dans la zone d'étude. Les processus dynamiques concernant les particules marines en surface ont pu être quantifiés grâce au couplage 230Th-234Th. Ces estimations suggèrent que les grosses particules filtrées ont une vitesse de chute plus faible dans la zone au nord du front des Aiguilles (AF). En outre, on a pu constater que les processus de désorption et de désagrégation étaient rapides conséquence, sans doute, de la présence de matière détritique importante et/ou d'activité bactérienne intense limitant ainsi l'export de matière organique vers le fond. Dans le cadre des travaux menés en mer Méditerranée Occidentale, l'utilisation des isotopes 230Th et 232Th dans les expériences d'incubations in vitro de grosses particules marines nous ont permis de montrer que le processus d'agrégation des grosses particules filtrées doit être pris en compte dans les modèles concernant la dynamique des particules. D'autre part, les résultats suggèrent que les flux d'éléments réfractaires sont dominés par la dissolution des particules continentales provenant des marges. Pour quantifier les apports des particules lithogènes en Méditerranée Occidentale, il convient donc de prendre en compte le transport advectif.
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Dates et versions

tel-00606517 , version 1 (06-07-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00606517 , version 1

Citer

Laurent Coppola. UTILISATION DES ISOTOPES DU THORIUM POUR L'ETUDE DES PARTICULES MARINES DANS L'OCEAN AUSTRAL, LA MER DE BARENTS ET LA MEDITERRANEE. Planète et Univers [physics]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00606517⟩
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