ETUDES DES ISOTOPES DU THORIUM EN MEDITERRANEE

ETUDES DES ISOTOPES DU THORIUM EN MEDITERRANEE

Utilisation des isotopes du thorium pour l’étude de la dynamique des particules Dans la seconde étude, nous nous intéresserons davantage aux résultats concernant ma contribution dans l’étude des particules marines. Les résultats des expériences d’incubation permettent de disposer d’estimations de flux d’agrégation des petites sur les grosses particules et d’établir un bilan de la dissolution des particules lithogènes. 

L’effet du renouvellement des masses d’eau en mer d’Alboran et au site Dyfamed

Dans la plupart des cas, le modèle de transport du 230Th est considéré comme un système à l’état stationnaire où la production in situ constante du 230Th est équilibrée par le « scavenging » du thorium sur les particules. Dans ce cas là, le transport de masse d’eau est négligé et on observe une distribution linéaire du 230Thxs en fonction de la profondeur. Les profils verticaux des concentrations de 230Thxs en mer d’Alboran et au site Dyfamed ne sont pas linéaires et présentent des valeurs différentes entre les deux sites. Comme dans l’étude menée dans l’océan Austral (voir Chapitre 4), une telle observation suggère une différence dans les processus de « scavenging » (temps de résidence τs) et de transport du thorium. Pour évaluer les temps de renouvellement des masses d’eau (τw ) aux deux sites, nous utilisons le modèle décrit par Rutgers van der Loeff et Berger (1993). Au site Dyfamed, la formation des eaux profondes est caractérisée par un τw inférieur à τs (4,5 ans et 20 ans, respectivement). Ce temps de renouvellement n’est pas représentatif de tout le bassin Algero-Provencal. En mer d’Alboran, les concentrations de 230Thxs sont contrôlées par le mélange des eaux de l’Atlantique Nord Modifiée et des eaux Méditerranéenne Intermédiaire et Profonde. Ceci est caractérisé par des temps τw et τs plus élevés (20 et 50 ans, respectivement). 2- Les échanges entre la phase dissoute et colloïdale du thorium Les mesures des concentrations de 230Th et de 232Th permettent d’apporter des informations sur la dynamique du thorium dans les colloïdes. D’après les données au site Dyfamed, les rapports 230Th/232Th dans les fractions ultrafiltrées et filtrées sont égaux. En comparaison avec le 232Th lithogène, le 230Th produit in situ dans la colonne d’eau n’est pas enrichi dans les colloïdes. Ainsi, pour expliquer l’égalité des rapports 230Th/232Th dans la solution « vraie » et les colloïdes, il semblerait que les colloïdes ne soient pas enrichis en matière lithogène et qu’un équilibre existe entre le thorium en phase dissoute et le thorium colloïdal.

Le flux de particules au site Dyfamed

Les rapports 230Th/232Th mesurés au site Dyfamed ont permis d’évaluer l’influence de l’agrégation sur le flux vertical des particules. Les mesures de thorium sur les grosses particules  piégées à 200 et 1000 m suggèrent que seules les grosses particules filtrées sont une source de matière pour les particules piégées (28 à 100 %). Il apparaît ainsi que ces grosses particules filtrées, qui sont rarement collectées ou considérées dans les modèles de transport, jouent un rôle essentiel dans les flux de matière piégée. Par ailleurs, au site Dyfamed, le transport de particules depuis le talus continental pourrait contribuer à l’agrégation de matière sur les particules piégées.

La dissolution des particules lithogènes dans la Méditerranée Occidentale

Dans le bassin de la Méditerranée Occidentale, les particules éoliennes et fluviales fournissent l’essentiel du flux du thorium lithogène : 80 % est issu des fleuves et 20 % est apporté par les vents. Dans le flux de thorium provenant des fleuves 90 % est séquestré dans les marges continentales et 10 % atteint le large où une partie du thorium est dissous dans l’eau de mer. D’après les données de thorium au site Dyfamed, le flux de 232Th dissous issu des particules représente 23 % du flux éolien et 6 % du flux des particules fluviales. Connaissant la faible quantité de thorium issu de la dissolution des particules (voir la première étude), les données de thorium suggèrent que tous les apports de particules provenant de l’atmosphère et des fleuves (en incluant les particules séquestrées par les marges) doivent interagirent avec l’eau de mer. Ainsi, alors que le transport des particules lithogène à Dyfamed, est considéré comme un processus à 1D, le budget des éléments réfractaires (comme le thorium) suggère de prendre en compte un terme d’advection latéral.