Dissolution et préservation de la silice biogénique dans les sédiments marins
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Abstract EN:
Biogenic silica extracted from from sediments is used to reconstruct the past productivity of surface waters. But, the interpretation of the sedimentary records is complicated by spatial variations in the dissolution and in the preservation of BSi. In this work, we have used the flow-through reactor technique to quantify the dissolution properties of BSi in order to better understand the compétition dissolution/preservation and to better constrain early diagenetic models of BSi. This technique was applied on sediment samples from différent oceanic regions. The solubility of the in situ BSi show spatial variations controlled by the % detritic silica / % biogenic silica ratio, that control the intensity of the diagenetic reactions. The dissolution properties of BSi were also quantified in the water column, before deposition of the BSi particles at the sediment surface and alteration by diagenetic processes. These experiments provided evidence of the existence of several phases of BSi with différent dissolution properties. Spatial variations of the BSi preservation in the sedimentary matrix could be explained by the existence of these différent phases of BSi that deposit at the sediment-water interface and that could be more or less altered during burial by three major processes : the sediment accumulation rate, the intensity of bioturbation and the intensity of the diagenetic reactions. Given the number of processes that act to control the preservation of BSi in sediments, only the modelisation approach should permit to study the relative importance of each of these factors on the preservation_
Abstract FR:
La silice biogénique (BSi) extraite des sédiments est utilisée pour retracer la pompe biologique passée de C02. Or l'interprétation des enregistrements sédimentaires est compliquée du fait des fortes variations spatiales de la dissolution et de la préservation de la BSi. Au cours de ce travail, nous avons utilisé la technique des réacteurs à flux pour quantifier les propriétés de dissolution de la BSi afin de mieux comprendre la compétition dissolution/préservation et de mieux contraindre les modèles diagénétiques de la BSi. Cette technique a été appliquée sur des échantillons de sédiments de différentes régions océaniques. La solubilité de la BSi in situ montre de fortes variations spatiales, contrôlées par le rapport % silice détritique / % silice biogénique dans la matrice sédimentaire qui contrôle l'intensité des réactions diagénétiques. Les propriétés de dissolution de la BSi ont alors ensuite été quantifiées dans la colonne d'eau, avant son dépôt à la surface du sédiment et l'altération par les processus diagénétiques. Ces expériences ont mis en évidence l'existence de différentes phases de BSi avec des propriétés de dissolution différentes. Les variations spatiales de la préservation de la BSi dans la matrice sédimentaire peuvent alors être expliquées par l'existence de ces différentes phases de BSi qui se déposent à la surface du sédiment et qui vont être plus ou moins altérées durant l'enfouissement par trois processus majeurs : la vitesse d'accumulation des sédiments, l'intensité de la bioturbation et l'intensité des réactions diagénétiques. Etant donné le nombre de processus qui entrent en jeu pour contrôler la préservation de la BSi dans les sédiments, seule l'approche modélisation pourra permettre d'étudier l'importance relative de ces différents facteurs sur la préservation.