• Climatologie: le fait que la plupart des calcites naturelles cristallisent hors d'équilibre ouvre la voie à une réinterprétation des mécanismes de la thermométrie 18O/16O!____¤201904

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Most Earth-surface calcites precipitate out of isotopic equilibrium» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de contraindre pour la première fois le fractionnement à l’équilibre du rapport 18O/16O entre l’eau et la calcite à basse température, à partir de l’étude d’une calcite naturelle à croissance lente (spéléothème subaquatique). Il en ressort «que la plupart des calcites naturelles cristallisent hors d'équilibre», une observation majeure, qui ouvre la voie à une réinterprétation des mécanismes de la thermométrie 18O/16O, un outil essentiel de la paléoclimatologie.

     

    Rappelons tout d'abord que «les minéraux carbonatés se forment à partir d’ions (bi)carbonates (CO32-, HCO3-) qui échangent leur oxygène avec les molécules d’eau». Comme «leur composition en 18O reflète à la fois la teneur en 18O de l’eau environnante et la température de cristallisation», le rapport isotopique 18O/16O des calcites naturelles est «un outil essentiel de la paléoclimatologie».



    Du fait que, «depuis le travail fondamental de Harold Urey, qui avait prédit en 1947 que la composition isotopique des carbonates devait être influencée par leur température de cristallisation» (*), il n'y a pas «consensus sur les valeurs précises du fractionnement isotopique 18O/16O à l’équilibre isotopique aux températures typiques de la surface de la Terre (0–40 °C)», l'étude ici présentée «a analysé des échantillons de calcite naturelle à croissance extrêmement lente, réputées les plus proches possibles de l’équilibre thermodynamique, provenant de deux sites (Devils Hole au Nevada et la grotte Corchia en Italie)».

     

    Il est ainsi apparu «que ce type de calcite est enrichie de 1 à 2 ‰ en 18O par rapport aux valeurs communément admises pour une précipitation à l’équilibre». Cette étude conduit donc à «reconsidérer l'interprétation traditionnelle de la thermométrie 18O en termes d'équilibre thermodynamique» et incite «à développer de nouveaux modèles quantitatifs, tenant compte des facteurs susceptibles d’induire ces déséquilibres isotopiques (ex : pH ou concentration de carbone dissous)».

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

    (*) Harold Urey

     

     


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