La composition isotopique des poussières atmosphériques, véritable signature de leur origine

Mercredi, 26 octobre 2005

Les déserts et les volcans émettent chaque année dans l'atmosphère des centaines de millions de tonnes de poussières qui sont transportées par les vents avant de se déposer à la surface de la Terre. Ces poussières participent à la sédimentation générale, tant dans les océans que sur les continents. On sait aussi qu'elles ont un impact fort sur le bilan radiatif et qu'elles participent à la fertilisation de l'océan de surface.

Provenant de régions d'âges et de compositions géologiques différentes, elles portent en elles la mémoire précise de leurs sources. A la manière des reconstitutions de "signatures ADN" utilisées pour les humains, il est possible de retrouver l'origine de ces poussières en étudiant la composition isotopique de certains éléments chimiques (strontium, néodyme, plomb, oxygène, etc...) qu'elles contiennent.


Trajectoire de la masse d'air qui a quitté la Chine vers le 26 février 1990 pour atteindre les Alpes françaises le 6 mars 1990. La composition isotopique du néodyme des poussières déposées ce jour là sur les neiges du Mercantour est compatible avec la composition moyenne des loess de Chine.
C'est ainsi que par exemple, il a été possible de montrer :

  • que des poussières originaires de Chine atteignent parfois la France, transportées durant une dizaine de jours, sur 20.000 km (cf figure ci-dessus);
  • qu'il est possible d'identifier dans des sédiments océaniques, la présence simultanée de plusieurs types d'aérosols (jusqu'à trois) provenant de régions continentales différentes;
  • qu'il semble que les aérosols minéraux se dissolvent partiellement dans la colonne d'eau océanique, laissant leur empreinte dans les concrétions d'oxydes de fer et de manganèse présentes sur les fonds océaniques. Cette dernière observation soulève le problème de la pertinence de l'utilisation de ces concrétions, comme mémoire de la seule composition des masses d'eaux océaniques, et donc comme paléo-enrégistreurs de la variabilité des circulations océaniques profondes.
  • qu'on peut aussi les utiliser comme traceurs des trajets des masses d'air et, en appliquant cette propriété à des périodes anciennes, on reconstitue alors les paléocirculations atmosphériques, apportant ainsi des contraintes qui conduisent au perfectionnement des modèles de circulation générale. C'est ainsi que l'on a pu améliorer les modèles de transport dans l'hémisphère sud en mettant en évidence l'origine Argentine des poussières que l'on retrouve dans les carottes de glace de l'Antarctique, durant les phases glaciaires.
Source(s): 

Tracing dust sources and transport patterns using Sr, Nd and Pb isotopes, F. Grousset et P.E. Biscaye, Chemical Geology, 222(3-4): 149-167 (2005).

Contact(s):
  • Francis Grousset, EPOC/OASU
    f [dot] grousset [at] epoc [dot] u-bordeaux1 [dot] fr, 05 57 77 61 01

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