Redéfinir le flux d'enfouissement de la silice biogène et son rôle dans le cycle global du silicium marin - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 2023

Redéfinir le flux d'enfouissement de la silice biogène et son rôle dans le cycle global du silicium marin

Redefining the burial flux of biogenic silica and its role in the global marine silicon cycle

Résumé

The burial of biogenic silica (bSi) in sediments is important for investigating and reconstructing the present and past ocean productivity and for understanding the marine silicon (Si) cycle. However, due to the lack of internationally recognized and standardized procedures, large variabilities of the determined bSi content (bSi%) bias the evaluation of the global bSi burial flux. To redefine the global bSi burial flux, this thesis assessed the factors that affect the accurate determination of bSi by determining the opal content of sediments from different depositional environments using variable methods (wet chemical methods, X-ray diffraction and Infrared method). The results showed the types and abundance of bSi in sediments and sediments' pretreatment steps affect the measurement of bSi. Alkaline extraction results showed that the use of the Si/Al method accurately corrects for the lithogenic silica fraction in marine sediments, and there by improves the determinations of bSi% in the sediments. To emphasize the influence of these methodological differences, the thesis revised the bSi burial flux in the East China Seas and provided a new estimate of 253 (± 286) Gmol-SiO2 yr-1, which is one-third of the previous estimates that applied a pretreatment procedure before alkaline extractions. Based on the results and previously published data, the re-evaluated global marine bSi burial flux is 6.7 ±2.7 Tmol-Si yr-1 which is about 10% to 30% lower than previous studies. However, the modern marine Si cycle is still in a relatively steady state. In addition, silicate minerals dissolution acts as an important potential marine Si source and further research is required for understanding the dissolution kinetics of silica of marine sediments.
L'enfouissement de la silice biogène (bSi) dans les sédiments est important pour étudier et reconstruire la productivité actuelle et passée des océans et pour comprendre le cycle du silicium marin (Si). Cependant, en raison de l'absence de procédures normalisées et reconnues au niveau international, les grandes variabilités de la teneur en bSi déterminée (bSi%) faussent l'évaluation du flux global d'enfouissement de bSi. Pour redéfinir le flux global d'enfouissement du bSi, cette thèse a évalué les facteurs qui affectent la détermination précise du bSi en déterminant la teneur en opale de sédiments provenant de différents environnements de dépôt en utilisant des méthodes variables (méthodes chimiques par voie humide, diffraction des rayons X et méthode infrarouge). Les résultats ont montré que les types et l'abondance de bSi dans les sédiments et les étapes de prétraitement des sédiments affectent la mesure du bSi. Les résultats de l'extraction alcaline ont montré que l'utilisation de la méthode Si/Al corrige avec précision la fraction de silice lithogénique dans les sédiments marins, et améliore ainsi les déterminations de bSi% dans les sédiments. Pour souligner l'influence de ces différences méthodologiques, la thèse a révisé le flux d'enfouissement du bSi dans les mers de Chine orientale et a fourni une nouvelle estimation de 253 (±286) Gmol-SiO2 an-1, ce qui représente un tiers des estimations précédentes qui appliquaient une procédure de prétraitement avant les extractions alcalines. Sur la base des résultats et des données publiées précédemment, le flux d'enfouissement du Si marin global réévalué est de 6.7 ±2.7 Tmol-Si par an, ce qui est inférieur d'environ 10 à30 % aux études précédentes. Cependant, le cycle marin moderne du Si est toujours dans un état relativement stable. En outre, la dissolution des minéraux silicatés agit comme une importante source potentielle de Si marin et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la cinétique de dissolution de la silice dans les sédiments marins.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04859871 , version 1 (31-12-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04859871 , version 1

Citer

Dongdong Zhu. Redéfinir le flux d'enfouissement de la silice biogène et son rôle dans le cycle global du silicium marin. Geochemistry. Université de Bretagne occidentale - Brest; Zhongguo hai yang da xue (Qingdao, Chine), 2023. English. ⟨NNT : 2023BRES0054⟩. ⟨tel-04859871⟩
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