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[PENDING] Les isotopes du fer en tant que traceur des cycles biogéochimiques dans l’océan et à ses interfaces

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Academic year: 2024

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Je tiens également à remercier les membres du service informatique du LEGOS, Bruno Buisson, Mathieu Pourcel, Philippe Techine et Christian Naskas. L'autorité d'orientation de la recherche « consacre la reconnaissance d'un haut niveau scientifique, le caractère original d'une démarche, la maîtrise d'une stratégie de recherche dans un domaine large et la possibilité d'orienter de jeunes chercheurs » (décret du 23 novembre 1988 modifié par le décrets des 13 février 1992 et 13 juillet 1995, interprétés par les circulaires du 5 janvier 1989 et du 16 novembre 1992).

Eléments de contexte

Parcours

C'est ainsi que j'ai commencé le projet de recherche mentionné ci-dessus sur les isotopes du fer. Mon thème de recherche sur les isotopes du fer a été construit sur un rack composé de mon doctorat et de mes 2 postdoctorants.

Cadre des travaux

Ainsi, bien que mes thèmes de recherche aient varié depuis mes débuts, isotopes du Nd, puis Cd, puis modélisation du 231Pa/230Th et aujourd'hui isotope du fer, je considère cette voie tout à fait logique. Même s'il est très clair dans mon esprit et dans mon activité quotidienne que ma thématique de recherche est centrée sur les isotopes du fer, il n'en demeure pas moins que je travaille dans la même équipe que mon ancien directeur de thèse qui poursuit ses travaux sur les isotopes du néodyme (sujet). de mon doctorat).

Responsabilités collectives

Les parties gestion, qui sont principalement suivies par le personnel permanent de l'équipe, nous permettent de résoudre des problèmes logistiques, financiers et infrastructurels (qui sont très difficiles dans l'équipe, avec une salle blanche et un laboratoire souterrain) mais aussi stratégiques, comme pour réactions sur différents appels d'offres (LEFE, ANR...), demandes de bourses de thèse, ou encore gestion des ressources humaines au sein du groupe, notamment le travail demandé aux assistants ingénieurs. En juillet 2011, l'arrivée d'un 3ème assistant ingénieur entraîne une redistribution des tâches et une réduction de la pression sur les 2 assistants ingénieurs déjà présents.

Formation, encadrement et enseignement

Co-supervision (50%) de 2005 à 2011 sur les mesures de concentration en ETR par l'ICPMS et gestion de la salle blanche du LEGOS, puis supervision complète (100%) depuis 2011 sur les problématiques d'exploitation des salles blanches et sur le thème des isotopes du fer. Co-encadrement (50%) depuis 2005 dans le domaine des infrastructures de salles blanches et depuis 2011 dans la gestion comptable des équipes (20%).

Liste de communications

Dissolved rare earth elements trace terrigenous input in the Kerguelen Island track (Southern Ocean). A study of the isotopic composition of neodymium in the equatorial Pacific Ocean (Etude de la Composition Isotopique du Néodyme dans l'Océan Pacifique Equatorial).

Parcours scientifique, principaux résultats et perspectives

Introduction

Ces travaux ont depuis motivé un effort de recherche très important pour mieux comprendre le cycle du fer océanique et son impact sur la production primaire. En supposant que les flux de particules soient connus, comprendre le cycle d’un élément (dans la grande majorité des cas) revient à comprendre son cycle interne et ses sources.

Les isotopes du néodyme et les concentrations de terres rares: traceurs des interactions

En conséquence, le CI du Nd est largement utilisé en paléoocéanographie pour reconstruire les variations de la circulation thermohaline globale [par ex. Les apports lithogènes jouent un rôle important dans l’acquisition de Nd CI à partir du NADW.

Quelques travaux pour s'ouvrir l'esprit

34;/amu" (par unité de masse atomique), les valeurs croissantes de εCd/amu indiquent un enrichissement en isotopes lourds [Lacan et al., 2006]. Page | ‐ 45 ‐ connaissances, puisque ces premières mesures datent d'il y a 10 ans , seuls 2 groupes (Imperial College London, M. Reckhamper et Max Planck Institute, W. Abouchami) ont publié sur ce sujet [Abouchami et al., 2011, notation "/amu" (pour unités de masse atomique), valeurs croissantes ​; ​de εCd/amu indiquent un enrichissement en isotopes lourds [Lacan et al., 2006].

Le couple 231Pa/230Th est un traceur des flux de particules et de la dynamique des masses en eau profonde [Yu et al., 1996]. Bien qu'il soit considéré comme un indicateur fiable et puissant de l'activité passée de la circulation méridionale de retournement (MOC) de l'Atlantique [Gherardi et al., 2009 ; McManus et al., 2004], le cyclage de ces éléments et notamment leur comportement vis-à-vis de différents types de particules était mal compris [Chase et al., 2002], et cela reste le cas. Cette situation controversée est très bien illustrée par deux articles publiés dans Nature, en 2004 et 2010, dont le dernier s'est soldé par une circulation inversée (c'est-à-dire avec une dominance du sud vers le nord) au LGM, tandis que le précédent s'est soldé par une situation proche de l’actuel (c’est-à-dire avec une dominance du Nord vers le Sud) [McManus et al., 2004 ; Nègre et al., 2010].

Les isotopes du fer

Les profils Fe révèlent donc les forts contrôles exercés par le cycle de la matière organique et le cycle des particules sur le cycle du Fe. La poussière a été caractérisée par une signature similaire à celle de la croûte continentale, c'est-à-dire δ56Fe≈0,1‰ [Beard et al, 2003b ; Waeles et coll., 2007]. Il s'ensuivrait que ce processus induit un flux de DFe supérieur à celui (considéré jusqu'ici) de la solution réductrice de Fe.

Profil CI du DFe obtenu à la station S4 (sur la dorsale médio-atlantique) de la campagne Bonus/GoodHope, par A. La variation monotone de la concentration du DFe avec la profondeur exclut l'hypothèse d'un processus local qui libérerait le fer dissous dans la lumière à localisation de la station S4. Dans le cas n°1, nous avons encore plusieurs possibilités : 1a : OM a une IC de Fe pas particulièrement légère, mais la libération de DFe de OM divise les isotopes de Fe favorisant les isotopes légers ; 1b : MO est isotopiquement léger.

Développements analytiques

Perspectives

Si mesurer les fractionnements isotopiques in situ constitue, de mon point de vue, une stratégie puissante, il est également nécessaire, car complémentaire, de réaliser des mesures de ce type dans un environnement contrôlé. En particulier, lorsqu'il s'agit de modélisation, il est nécessaire de disposer de données sur les répartitions des traceurs dans les particules (ex. PFe), mais également de disposer de données sur les répartitions des particules elles-mêmes (MO, CaCO3, silice biogénique, lithogènes particulaires, oxydes de fer et de manganèse, etc.). Lors de l’échantillonnage des isotopes particulaires du fer, nous échantillonnons des échantillons dans lesquels il est relativement facile de mesurer les concentrations d’un assez grand nombre d’éléments par ICPMS.

Labatut nous a donc créé un tableau similaire pour les particules en suspension dans l'océan Austral. Il est très difficile, voire impossible, de mesurer directement et précisément les masses de particules en haute mer. Je me rends compte qu'il est important que je diversifie ces outils (tout en maintenant bien sûr l'ICPMS comme un outil important, voire central).

Cinq publications choisies

Radic, Lacan and Murray. 201 EPSL. Une source de fer jusque là ignorée

We also present the first data on the Fe IC of dissolved iron in the open ocean. Most of the elements (those measurable by the ICPMS technique) were measured on a quadrupole ICPMS. 22] The external accuracy and measurement accuracy of the Fe IC have been tested in various ways.

This range is small compared to that found in the environment, on the order of 5% [Beard and Johnson, 2004]. At 1250 m depth, the sample is located in the core of Upper Circumpolar Deep Water (UCDW), characterized by an oxygen minimum due to remineralization of organic matter (see Figure 2). Fe IC of HemSTD, measured directly (crosses) and after being mixed into 10 L seawater samples from which most of the iron had previously been removed (diamonds).

Accordingly, we assume that the Cd isotopic composition of the medium did not change during phytoplankton growth. 5 also shows that the slope of the linear regression varies significantly between different measurement sessions. Comparisons of these replicates made it possible to determine the reproducibility of the Cd IC measurement.

Cd isotopic composition versus the logarithm of the Cd concentration (nmol/L) in the surface layer of station K1 (upper 300 m), for two Cd isotopic ratios (110Cd/111Cd and 114Cd/111Cd). Error bars are calculated by propagating the 0.8 eCd/amu unit uncertainty that characterizes the Cd isotopic composition data (the 2% uncertainty of the. Distribution and formation of the mesothermal structure (temperature inversions) in the North Pacific subarctic region.

Lacan et Jeandel 2005. EPSL. Proposition du concept de Boundary Exchange

Changes in the isotopic composition and concentration of Nd in the water mass due to continent-ocean interactions. The Nd IC of the input substance is given. FNdAddition and FNdRemovalare defined in the text; their relative size is given. Brewer, Distribution patterns of 210Pb in a section across the North Equatorial Atlantic Ocean, J.

Elderfield, Geochemical equilibria of rare earth elements and Nd isotopes in the oceans, Geochim. Nozaki, Nd isotope and REE pattern in surface waters of the eastern Indian Ocean and its adjacent seas, Geochim. Wasserburg, Neodium isotopic composition of Mediterranean outflow and eastern North Atlantic, Geochim.

Lacan et Jeandel 2001. EPSL. L'impact des sources côtières au large

Note that the lower extensions of SSCC, NSCC and EIC are not well defined in the literature (it is represented by a dashed line). The general picture is that part of the water in the SEC (where the 12³S station is located) turns northwest toward PNG and reaches the Central Equatorial Paci¢c (where the 0³ and 2³N stations are located) entrained by equatorial £. ows. This model was modified to reconstruct the variation of Nd IC along the upper layer of the EUC.

The original salinity of the Tropical Water in the region of formation of the. Elder¢eld, The geochemical balance of the Rare Earth Elements and Nd isotopes in the oceans, Geochim. Tsuchiya, Flow path of the Antarctic Intermediate Water in the western equatorial South Pacific Ocean, Deep-Sea Res.

Zindler (1995), Exchange of Nd and its isotopes between small and large seawater particles in the Sargasso Sea, Geochimica et Cosmochimica Acta. Lacan (2013), Rare earth element concentrations and Nd isotopes in the Southeast Pacific Ocean, Geochemistry Geophysics Geosystems, doi GC004309. Fieux (1998), Nd concentrations and isotopic compositions in the Eastern Indian Ocean and Indonesian Straits, Geochimica et Cosmochimica Acta.

Jeandel (2004b), Neodymium isotopic composition and rare earth element concentrations in the deep and intermediate Nordic Seas: constraints on the overflow water signature of Iceland, Scotland, Geochemistry Geophysics Geosystems, 5, doi GC000742. Wasserburg (1987), Transport of rare earth elements in the western North Atlantic Ocean inferred from isotopic observations, Geochimica et Cosmochimica Acta. Silver (1999), Papua New Guinea tectonic processes and past productivity in the eastern equatorial Pacific, Nature.

Referências

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