Avantage des sédiments marins sur les croûtes de Mn

Nous avons comparé les valeurs en eNd! de quelques Sites ODP aux valeurs en eNd! des croûtes de manganèse de l’Océan Indien et du Pacifique (Fig 12). Les résultats montrent une différence notoire entre le signal en Nd des croûtes, suggérant un Océan Indien homogène, et celui des sédiments marins suggérant des fortes variations du signal en Nd au cours du temps.

Les questions qui se posent alors sont d’où vient cette différence de signal en Nd et comment justifier notre choix pour l’étude des sédiments marins.

Fig 11!: Profondeur d’apparition de P s e u d o L e m i l i a n a Lacunosa (nannofossil calcaire) dans la carotte du Site 757. La courbe représentée par des carrés correspond au taux de sédimentation de la carotte. FO!: firste occurence.

-14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 5 10 15 20 25 DODO 109DC SS663 D107979 BM 1969.05 AL V539 CD 29-2 D11-1 ODP 758 ODP 757 ODP 707 Epsilon Nd Age (Ma) ODP 757 et 707 ODP 758

Fig 12!: Présentation des données eNd des Sites ODP 758, 757 et 707 de l’Océan Indien (Leaching acide acétique) et des croûtes de Manganèse des différents océans (références voir Franck, (2002)). Sur 25 Ma, l’eNd de l’eau de mer mesurée sur les sédiments marins montre une variation dans l’Océan Indien entre –9,5 et -4. Entre 25 et 15 Ma, les Sites enregistrent un signal en _eNd assez proche qui va se différencier très nettement à partir de 15 Ma. Les valeurs en eNd des croûtes de manganèse montrent une valeur en eNd quasi constante sur 25 Ma.

3.5.1 Résolution temporelle

La datation des croûtes de manganèse SS663, 109DC!(centre Océan Indien) et 13 Kd (vers Sumatra) a été obtenue par la mesure du rapport 10

Be/9

Be des croûtes avec un pas d’échantillonnage millimétrique. Les taux de croissance des trois croûtes ont été mesurés et estimés à 1,55±0.2, 2,82±0.14 et 4,31 mm/Ma respectivement pour les croûtes 109DC, SS663 et 13 Kd. Pour les Sites ODP, le pas d’échantillonnage est de l’ordre de 2 cm et les taux de sédimentation varient entre 0,5 et 20 m/Ma.

Si on fait un rapide calcul de la résolution temporelle obtenue sur les trois croûtes de manganèse et sur les Sites ODP à partir de l’équation _t = épaisseur/taux

de croissance, on obtient alors une résolution temporelle entre 100 et 500!ka pour les croûtes et entre 1 et 40 ka pour les sédiments. La résolution temporelle des carottes marines est donc au minimum 100 fois supérieure à celle des croûtes de manganèse. Les valeurs en eNd! des croûtes de manganèse sont par conséquent des valeurs moyennées sur un intervalle de temps de quelques centaines de milliers d’années voir plus dans certains cas.

3.5.2 Sédimentation

La sédimentation des carottes marines est calme et homogène lorsque les Sites étudiés sont loin du plateau continental et par conséquent loin des turbidites. Ceci est le cas pour nos cinq Sites. Au contraire, la croissance des croûtes de manganèse est hétérogène.

Le profil temps = f(âge) est aussi un des paramètres importants dans la datation des échantillons. La méthode développée depuis 30 ans pour dater les sédiments carbonatés permet une très bonne datation absolue même après 10 Ma. Date à laquelle le 10

Be a totalement décru. Nous utilisons pour les carottes marines un profil linéaire avec un pas d’échantillonnage très resserré (tous les 0,5 Ma) tandis que pour les croûtes, le pas d’échantillonnage est beaucoup plus grand et par convention, on considère un taux de croissance constant et on fait une approximation linéaire. Cette méthode fausse la datation.

3.5.3 Profondeur d’échantillonnage

Les différences entre le signal en Nd perçu par les croûtes de manganèse et les sédiments marins peuvent être aussi expliquées par une différence de profondeur d’enregistrement. En effet, les croûtes de manganèse étudiées dans l’Océan indien sont situées à des profondeurs comprises entre 4100 et 5300 m tandis que celles des sites ODP entre 1600 et 2900 m. Par conséquent les croûtes de manganèse enregistrent un signal en Nd profond et les sédiments marins un signal de surface et/ou de profondeur intermédiaire. Cette observation est soutenue par la comparaison entre les signaux isotopiques en Nd du Site 807 (chapitre V, article 2) et des croûtes de manganèse de l’Océan Indien localisées à des profondeurs

semblables aux Sites (Ling et al., 1997). Les données suggèrent une bonne concordance des signaux en Nd.

Le nombre de croûtes de manganèse disponible dans les lithothèques et muséums du monde est très inférieur à la banque de données des forages ODP et des autres cartothèques mondiales des institutions océanographiques.Un nombre important de croûtes de Mn a été étudié depuis 15 ans. Nous avons montré que malgré la différence de concentration en Nd entre les croûtes et les sédiments la même précision peut être atteinte.

Compte tenu de l’ensemble des paramètres (localisation, datation, taux de sédimentation et disponibilité), nous pensons que les sédiments marins carbonatés ont un très grand potentiel pour l’étude du signal en Nd de l’eau de mer au cours du temps.

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Chapitre 5