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Hydrologie et cycles biogéochimiques du soufre dans deux bassins marginaux de Méditerranée pendant la Crise de Salinité Messinienne
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Kilany, Aïda El |
| Copyright Year | 2018 |
| Abstract | La formation du gypse (CaSO4.2H2O) dans les bassins marginaux mediterraneens au cours du Messinien est controlee par la restriction des bassins et par le cycle hydrologique local. La competition entre l’evaporation et l’apport d’eau douce par les rivieres, en association avec des echanges limites avec la Mediterranee, ont permis la mise en place de conditions chimiques favorables a la formation du gypse. La restriction des bassins entraine, de plus, l’augmentation de la consommation de l’oxygene par les microorganismes, l’anoxie, et la mise en place d’un cycle biogeochimique actif du soufre. Au cours de cette etude, j’utilise la composition isotopique stable du gypse en tant que traceur des cycles de l’eau et du soufre dans les bassins marginaux. Le but est de mieux comprendre les conditions hydrologiques et geochimiques qui ont mene a la precipitation du gypse. Ce probleme se place dans un debat actuel de la communaute scientifique, particulierement depuis que de recents travaux proposent qu’une partie du gypse dans les bassins marginaux aurait pu precipiter a partir d’une colonne d’eau a faible salinite (£ 35 PSU) - hypothese qui peut sembler peu realiste d’un point de vue geochimique. J’ai mene une analyse isotopique a haute-resolution des couches de gypse qui composent les alternances cycliques gypse-marnes dans les bassins messiniens de Caltanissetta (BC, Sicile) et du Piemont (BP, nord-ouest de l’Italie). Ces alternances gypse-marnes correspondraient a l’expression sedimentaire des cycles astronomiques de precession (~20 ka), pendant lesquels les bassins marginaux ont subi une alternance de conditions climatiques arides et humides. Le cycle hydrologique a ete trace grâce aux mesures des compositions isotopiques de l’oxygene et de l’hydrogene de l’eau de cristallisation des gypses ; le cycle biogeochimique du soufre a quant a lui ete trace en mesurent les compositions isotopiques du soufre et de l’oxygene des ions sulfates des gypses. J’ai pu observer que : (1) les isotopes de l’eau piegee dans les gypses sont nettement plus legers que ceux theoriquement attendus pour des gypses ayant precipite uniquement a partir d’une eau de mer, et (2) l’eau du BC est caracterisee par un plus fort deficit en deuterium - compare a sa teneur en 18O - que l’eau du BP. Combine a un modele hydrologique numerique, ces observations impliquent que (1) la precipitation des gypses est realisee sous l’influence d’un apport d’eau douce fluviatile important, particulierement au nord du BP, et est donc caracterisee par de tres faibles salinites (27-50 psu pour le BC et 10-42 psu dans le BP) ; (2) le contraste de deficit en deuterium entre les deux bassins resultant de la difference de teneur en deuterium des flux evaporais respectifs, est controlee par a une difference d’humidite atmospherique : cela implique que l’atmosphere au-dessus du BC etait plus seche que celle au-dessus du BP. Nous pouvons alors proposer qu’un gradient latitudinal d’humidite relative similaire a l’actuel existait au Messinien, apportant la preuve d’un climat de type mediterraneen dans la region il y a 5.97 Ma. La composition isotopique des ions sulfate suggere globalement une formation de gypse sous influence marine. Cependant, des divergences observees avec la signature marine messinienne mettent en evidence un cycle biogeochimique du soufre actif, controle par la reduction des sulfates et l’oxydation des sulfures. En particulier : (1) les sulfates du BP enrichis en 18O et 34S sont indicateurs d’une sulfato-reduction dans un systeme geochimique ouvert ou la perte de 32S est liee a la formation de mineraux soufres sedimentaires ; (2) l’enrichissement (BC) ou l’appauvrissement (BP) significatifs en 18O dans les echantillons alors que la teneur en 34S est la meme que celle de l’eau de mer indique une reoxydation de sulfure dans un systeme geochimique ferme d’un bassin marginal soit evaporait (BC) soit dilue (BP). |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://theses.md.univ-paris-diderot.fr/ELKILANY_Aida_2_va_20180319.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
