SONDES IONIQUES DU CRPG - PROJETS SCIENTIFIQUES

 

Météorites : processus présolaires

Paléomarqueurs et Erosion

Reconstitution des paléoenvironnements continentaux et océaniques à partir des marqueurs biologiques (diatomées, pollens, coraux, foraminifères, débris végétaux) par l'analyse isotopique in situ des isotopes stables (recherche de marqueurs nouveaux à haute résolution temporelle et validation des échelles d'enregistrement et d'étude).

Géochimie élémentaire et isotopique des aérosols par imagerie : traçage des sources, des processus de transport (durée, altitude, distance). Applications à l'étude de l'érosion naturelle et des pollutions naturelle et anthropogénique.

Utilisation du bore comme traceur isotopique des cycles géochimiques entre la croûte terrestre, les océans et l'atmosphère. Applications au système himalayen.

ISOTOPES DE L'OXYGENE DANS LES CORAUX

La découverte (Knutson, et al., 1972) des bandes annuelles de densité dans les coraux a permis le développement de deux applications : l'historique de la croissance des coraux pour la reconnaissance des pollutions anthropogéniques comme par exemple le plomb (Shen and Boyle, 1988) et des enregistrements paléoclimatiques. Ces deux applications sont possibles grâce à certaines caractéristiques des coraux :

- les squelettes des coraux sont formés de manière continue et ainsi certaines colonies peuvent représenter plusieurs centaines d'années.
- les variations annuelles de densité permettent une datation des positions le long de l'axe de croissance.
- la croissance des coraux est relativement rapide (généralement de 5 à 20 mm/an) ce qui permet un échantillonage de l'ordre du mois.
- une large variété d'éléments de l'environnement du corail sont prélevés et incorporés dans son squelette (B, Mg, Sr, Cd, U...) ce qui permet de nombreux enregistrements climatiques.
- les coraux fossiles permettent d'obtenir des enregistrements des climats anciens.
- les coraux se trouvent surtout au niveau des océans tropicaux, à faible profondeur, dans des environnements peu représentés par les autres traceurs climatiques.

A l'échelle du millimètre, le δ18O des coraux enregistre la température à laquelle le corail forme son squelette aragonitique. Mais ce δ18O (comme le δ13C) est appauvri par rapport à l'équilibre isotopique avec l'eau de mer. Cet appauvrissement est appelé " l'effet vital ". Cependant, cet effet est actuellement mal contraint et les mécanismes actuellement proposés sont une variation du pH dans le fluide de calcification associée à une contribution de CO2 métabolique (Adkins et al., 2001) ou un effet cinétique lors de la précipitation de l'aragonite (McConnaughey, 1989). Les analyses à échelle micrométrique des compositions isotopiques d'oxygène, de carbone et de bore (indicateur de pH) peuvent permettre de mieux comprendre les origines de l'effet vital qui existe chez les coraux.

Le corail étudié à la sonde ionique est un corail massif de l'espèce Porites lutea. C'est un corail moderne prélevé en 1994 provenant de Nouvelle Calédonie. Les analyses sont réalisées avec un faisceau primaire d'ions césium de diamètre 20 µm. La précision atteinte est de l'odre de ± 0,3 pour mille sur le δ18O, ± 0,6 pour mille sur le δ13C et ± 0,9 pour mille sur le δ11B. Les résultats montrent de larges variations (de l'ordre de 10 pour mille) du δ18O qui sont 10 fois plus importantes que celles à échelle millimétrique. Les mesures isotopiques de carone indiquent un mélange de deux sources : le CO2 métabolique issu de la respiration du corail et le CO2 provenant directement de l'eau de mer. Les fortes variations d'oxygène sont le résultat d'un effet cinétique lors de la précipitation lié à une variation d'environ une unité pH du fluide de calcification, comme révélé par les isotopes du bore (pour plus de détails, Rollion-Bard et al., 2003, EPSL, Vol. 215, 275-288).

Météorites : évolution du système solaire

Evolution de la lithosphère et du manteau

Paléomarqueurs et érosion

Datations

Stabilisation des polluants

Emeraudes