Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> est un indicateur qui quantifie la quantit\u00e9 d\u2019isotope 18 de l\u2019oxyg\u00e8ne par rapport \u00e0 l\u2019oxyg\u00e8ne 16 dans un \u00e9chantillon. Afin de pouvoir comparer les diff\u00e9rentes valeurs de ce rapport, on choisit un standard qui fera office de r\u00e9f\u00e9rent universel. Ainsi, tous les rapports (<\/span>^{18<\/sup>O<\/em><\/span>)\/(<\/span>^{16<\/sup>O<\/em><\/span>)<\/span><\/span><\/span> seront compar\u00e9s \u00e0 un standard ce qui permettra ensuite de comparer les diff\u00e9rentes valeurs entre elles.<\/p>\n}}}

En pratique, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> est calcul\u00e9 \u00e0 partir de la formule suivante apr\u00e8s avoir mesur\u00e9 le rapport (<\/span>^{18<\/sup>O<\/em><\/span>)\/(<\/span>^{16<\/sup>O<\/em><\/span>)<\/span><\/span><\/span> d\u2019un \u00e9chantillon par un spectrom\u00e8tre de masse :<\/p>\n}}}

$\"Formule$ <\/a>Etant donn\u00e9 qu\u2019on multiplie le r\u00e9sultat obtenu par 1000, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> s\u2019exprime donc en \u2030 (pour mille). De fa\u00e7on simple, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> quantifie donc la quantit\u00e9 d\u2019isotope 18 de l\u2019oxyg\u00e8ne par rapport \u00e0 l\u2019oxyg\u00e8ne 16. Si la quantit\u00e9 d\u2019isotope 18 dans l\u2019\u00e9chantillon est importante, alors le num\u00e9rateur est grand et donc le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> est \u00e9lev\u00e9. Au contraire, s\u2019il y a peu d\u2019oxyg\u00e8ne 18 dans l\u2019\u00e9chantillon, alors le num\u00e9rateur est petit et le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> est donc faible.<\/span><\/p>\n<\/div>\n}}}}

2<\/a> Pourquoi y a-t-il des variations du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span>?<\/strong><\/h3>\n}A priori, quel que soit l\u2019\u00e9chantillon, il devrait y avoir toujours la m\u00eame quantit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne 18 par rapport \u00e0 l\u2019oxyg\u00e8ne 16 puisque dans les deux cas, il s\u2019agit du m\u00eame \u00e9l\u00e9ment. Cependant, il existe une l\u00e9g\u00e8re diff\u00e9rence de masse \u00e0 cause de la pr\u00e9sence, pour l\u2019oxyg\u00e8ne 18 de 2 neutrons suppl\u00e9mentaires : l\u2019oxyg\u00e8ne 18 p\u00e8se donc plus lourd. Cette diff\u00e9rence peut donc \u00eatre \u00e0 l\u2019origine d\u2019un fractionnement isotopique qu\u2019on dit d\u00e9pendant de la masse puisque du \u00e0 cette diff\u00e9rence de masse.<\/div>\n
3<\/a> Qu\u2019est-ce que le fractionnement isotopique et comment se produit-il?<\/strong><\/h3>\n
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Nous l\u2019avons dit, \u00e9tant donn\u00e9 la diff\u00e9rence de masse entre les deux isotopes, ceux-ci ne vont pas avoir exactement la m\u00eame r\u00e9action lors des processus physico-chimiques. Prenons un exemple : l\u2019\u00e9vaporation.<\/p>\n<\/div>\n
Si on consid\u00e8re un oc\u00e9an au-dessus duquel flottent des nuages, il y a des processus d\u2019\u00e9vaporation qui se produisent de l\u2019oc\u00e9an vers les nuages et qui permettent leur formation. Etant donn\u00e9 que l\u2019oxyg\u00e8ne 18 est plus lourd que l\u2019oxyg\u00e8ne 16, l\u2019oxyg\u00e8ne 18 s\u2019\u00e9vapore moins facilement. En terme physique, il s\u2019agit d\u2019une diff\u00e9rence d\u2019\u00e9nergie d\u2019activation permettant la vaporisation. L\u2019\u00e9nergie necessaire \u00e0 la vaporisation de l\u2019oxyg\u00e8ne 16 (en fait de l\u2019eau contenant de l\u2019oxyg\u00e8ne 16) est plus faible que celle n\u00e9cessaire \u00e0 la vaporisation de l\u2019oxyg\u00e8ne 18 puisque la mol\u00e9cule d\u2019H<\/em> <\/span><\/span>_{2<\/sub> <\/em>^{16<\/sup><\/span>O<\/em><\/span> est plus l\u00e9g\u00e8re que celle d‘H<\/em><\/span>_{2<\/sub> <\/em> <\/em>^{18<\/sup><\/span>O<\/em><\/span>. Comme cette \u00e9nergie de vaporisation est plus faible, pour une m\u00eame temp\u00e9rature, l\u2019\u00e9nergie de vaporisation d\u2019H<\/em><\/span>_{2<\/sub> <\/em> <\/em>^{16<\/sup><\/span>O<\/em><\/span> sera plus souvent atteinte que celle d\u2019H<\/em> <\/span><\/span>_{2<\/sub> <\/em>^{18<\/sup><\/span>O<\/em><\/span>. Les nuages seront donc plus riches en H<\/em><\/span>_{2<\/sub> <\/em> <\/em>^{16<\/sup><\/span>O<\/em><\/span> qu\u2019en H<\/em> <\/span><\/span>_{2<\/sub> <\/em>^{18<\/sup><\/span>O<\/em><\/span> donc plus riches en oxyg\u00e8ne 16 qu\u2019en oxyg\u00e8ne 18. Il se produit donc lors de l\u2019\u00e9vaporation un fractionnement isotopique au profit de l\u2019isotope l\u00e9ger. A l\u2019inverse, la condensation et donc les pluies seront plus charg\u00e9es en oxyg\u00e8ne 18 qu\u2019en oxyg\u00e8ne 16.<\/div>\n}}}}}}}}}}}}Ceci explique par exemple que les nuages ait un \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> plus faible (comprendre plus n\u00e9gatif) que celui de l\u2019oc\u00e9an puisqu\u2019il y a moins d\u2019oxyg\u00e8ne 18 dans les nuages.<\/div>\n}4<\/a> Pourquoi le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> varie-t-il avec la latitude?<\/strong><\/h3>\n}
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Quand on regarde le trajet des nuages, ils vont globalement de l\u2019\u00e9quateur vers les p\u00f4les. Au niveau de l\u2019\u00e9quateur, ils se chargent en eau au cours de l\u2019\u00e9vaporation et l\u2019eau des nuages a donc un \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> plus n\u00e9gatif que celui de l\u2019oc\u00e9an. Au fur et \u00e0 mesure de leur migration vers les p\u00f4les, il va y avoir des pr\u00e9cipitations qui vont donc appauvrir le nuage en oxyg\u00e8ne 18 (puisque celui-ci pr\u00e9cipite pr\u00e9f\u00e9rentiellement) : le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des nuages devient donc de plus en plus n\u00e9gatif de l\u2019\u00e9quateur vers les p\u00f4les. Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> varie donc avec la latitude.<\/p>\n<\/div>\n}}}
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<\/a><\/p>\n
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$\"La$ <\/a><\/p>\n<\/div>\n
Figure 1\u2003La diminution du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> en fonction de la latitude s\u2019explique par le d\u00e9placement des nuages et les pr\u00e9cipitations.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n}5<\/a> Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces peut \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9 comme un pal\u00e9othermom\u00e8tre<\/strong><\/h3>\n}
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Nous avons vu que le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> variait avec la latitude. Pour pouvoir utiliser le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> comme un pal\u00e9othermom\u00e8tre, il faut donc toujours rester \u00e0 la m\u00eame laltitude et mesurer conjointement la temp\u00e9rature et le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des pr\u00e9cipitations neigeuses pour avoir une r\u00e9f\u00e9rence. C\u2019est ce qui a \u00e9t\u00e9 fait par Jouzel et collaborateurs aux p\u00f4les.<\/p>\n<\/div>\n}}}
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<\/a><\/p>\n
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<\/p>\n<\/div>\n
$\"Corr\u00e9lation$ <\/a>Figure 2\u2003Relation entre le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> et la temp\u00e9rature au niveau des glaces.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n}
\n
La figure montre que lorsque la temp\u00e9rature augmente, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces augmentent et inversement, lorsque la temp\u00e9rature diminue, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> diminue. Il est tr\u00e8s important pour expliquer cela de bien comprendre la figure suivante et son explication.<\/p>\n<\/div>\n}}
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<\/a><\/p>\n
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$\"Figure$ <\/a>Figure 3\u2003La figure majeure pour comprendre l\u2019utilisation du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> comme pal\u00e9othermom\u00e8tre.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n}
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En p\u00e9riode froide, l\u2019\u00e9vaporation est faible. Il y a donc essentiellement du 16O qui part dans les nuages. Le rapport entre le 16O et le 18O est donc tr\u00e8s fort : il y a beaucoup de 16O par rapport au 18O. Ainsi, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des nuages est tr\u00e8s faible. Quand le nuage arrive aux p\u00f4les, il n\u2019a quasiment que du 16O \u00e0 pr\u00e9cipiter, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces est donc tr\u00e8s faible (tr\u00e8s n\u00e9gatif)<\/li>\n}}
En p\u00e9riode chaude, l\u2019\u00e9vaporation est forte. Il y a donc toujours essentiellement du 16O qui part dans les nuages mais aussi du 18O (car l\u2019\u00e9nergie de vaporisation est plus facilement franchie quand il fait chaud). Donc, le nuage est plus charg\u00e9 en 18O qu\u2019en 16O pendant une p\u00e9riode chaude que pendant une p\u00e9riode froide. Ainsi, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> du nuage en p\u00e9riode chaude est plus \u00e9lev\u00e9 qu\u2019en p\u00e9riode froide. En arrivant au p\u00f4le, le nuage relargue du 16O mais aussi du 18O puisqu\u2019il en contient. Ainsi, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> de la glace sera donc plus \u00e9lev\u00e9 pendant la p\u00e9riode chaude que pendant la p\u00e9riode froide. Il en va de m\u00eame pour le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> de l\u2019atmosph\u00e8re au dessus des p\u00f4les.<\/li>\n<\/ul>\n}}}
\n
En utilisant le thermom\u00e8tre isotopique de Jouzel et collaborateurs, on peut donc conna\u00eetre \u00e0 partir du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces, la temp\u00e9rature qui r\u00e9gnait \u00e0 l\u2019\u00e9poque des pr\u00e9cipitations au dessus des p\u00f4les. On fait l\u2019interpr\u00e9tation que s\u2019il fait plus froid aux p\u00f4les, alors il faisait plus froid sur Terre. On effectue cette mesure de \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> sur une m\u00eame carotte de glace pour \u00eatre toujours \u00e0 la m\u00eame latitude et donc pour que notre mesure de \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> ne renseigne bien que sur la temp\u00e9rature.<\/p>\n<\/div>\n}}}
C\u2019est ainsi qu\u2019on obtient la fameuse courbe de variation de la temp\u00e9rature au cours du quaternaire.<\/div>\n\n
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<\/a> $\"Courbe$ <\/a><\/p>\n
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Figure 4\u2003La courbe du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em> mesur\u00e9e dans une carotte de glace du Groenland (GRIP) et du \u03b4<\/em>^{2<\/sup>H<\/em> ou \u03b4<\/em>D<\/em> dans la carotte de Vostok en Antarctique. (Le \u03b4<\/em>D<\/em> fonctionne de la m\u00eame fa\u00e7on que le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em>.)<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n}}}
6<\/a> Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res benthiques peut \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9 comme une indication du volume des glaces<\/strong><\/h3>\n}
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Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res ne renseignent pas sur la valeur absolue de la temp\u00e9rature comme peut le faire le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces.<\/p>\n<\/div>\n}}
Les foraminif\u00e8res utilisent l\u2019oxyg\u00e8ne pr\u00e9sent dans l\u2019eau environnante dans la formation de leur test carbonat\u00e9. Ainsi, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res d\u00e9pend donc d\u2019une part du rapport oxyg\u00e8ne 18-oxyg\u00e8ne 16 de l\u2019oc\u00e9an ainsi que de la temp\u00e9rature de ce m\u00eame oc\u00e9an. Pour s\u2019affranchir de la temp\u00e9rature de l\u2019oc\u00e9an, on utilise les foraminif\u00e8res dit benthiques qui vivent sur le fond : la temp\u00e9rature y est constante et le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> de ces foraminif\u00e8res benthiques ne d\u00e9pend donc que du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des oc\u00e9ans.<\/div>\n}}}Regardons \u00e0 nouveau la figure 1\u2191<\/a>. Lorsqu\u2019un nuage se forme, il pr\u00e9l\u00e8ve pr\u00e9f\u00e9rentiellement du 16O par rapport au 18O. Ainsi, lorsque le nuage se forme, la quantit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne 18 dans l\u2019oc\u00e9an augmente et donc son \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> aussi. Maintenant, regardons attentivement la figure}3\u2191<\/a>. En p\u00e9riode froide, il y a peu d\u2019\u00e9vaporation. Donc, l\u2019essentiel de l\u2019oxyg\u00e8ne 18 reste dans l\u2019oc\u00e9an. Donc le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> de l\u2019oc\u00e9an augmente. Donc, celui des foraminif\u00e8res benthiques augmente aussi. Au contraire, en p\u00e9riode chaude, il y a beaucoup d\u2019\u00e9vaporation. Il y a donc un fort pr\u00e9l\u00e8vement par les nuages de 18O. Donc le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> de l\u2019oc\u00e9an diminue. Donc le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res benthiques diminuent aussi.<\/div>\n}}}
\n
Ainsi, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des formanif\u00e8res benthiques augmente lorsque la temp\u00e9rature diminue et le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des formanif\u00e8res benthiques diminue lorsque la temp\u00e9rature augmente. Pour autant, la valeur du \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> ne donne pas de temp\u00e9rature. Il nous dit simplement si on \u00e9tait en p\u00e9riode plus chaude ou plus froide. Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res est en fait un indicateur de la quantit\u00e9 de glace pr\u00e9sente aux p\u00f4les : si la p\u00e9riode est froide, alors il y a beaucoup de glace aux p\u00f4les et donc l\u2019essentiel de l\u2019oxyg\u00e8ne 16 est stock\u00e9 dans la calotte de glace des p\u00f4les. Cons\u00e9cutivement, l\u2019essentiel de l\u2019oxyg\u00e8ne 18 est pr\u00e9sent dans les oc\u00e9ans : le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des oc\u00e9ans est \u00e9lev\u00e9, celui des foraminif\u00e8res benthiques aussi.<\/p>\n<\/div>\n}}}}}
7<\/a> Que retenir de tout \u00e7a?<\/strong><\/h3>\n
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Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> est une mesure de la quantit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne 18 par rapport \u00e0 la quantit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne 16.<\/li>\n}
Il existe un fractionnement isotopique entre l\u2019oxyg\u00e8ne 16 et l\u2019oxyg\u00e8ne 18 car ils n\u2019ont pas la m\u00eame masse.<\/li>\n
Le fractionnement isotopique entre oxyg\u00e8ne 16 e oxyg\u00e8ne 18 est fonction de la temp\u00e9rature.<\/li>\n
Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des glaces renseignent sur la temp\u00e9rature qu\u2019il fait aux p\u00f4les : lorsque la temp\u00e9rature augmente, le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> augmente.<\/li>\n}}
Le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> des foraminif\u00e8res benthiques renseignent sur la quantit\u00e9 de glace stock\u00e9e aux p\u00f4les : lorsque le \u03b4<\/em>^{18<\/sup>O<\/em><\/span> augmente, cela signifie qu\u2019il y a plus de glace aux p\u00f4les (car elle stocke l\u2019isotope l\u00e9ger) et donc qu\u2019il fait plus froid.<\/li>\n<\/ol>\n<\/div>\n}}FIGURE POUR REPONDRE AUX DEUX COMMENTAIRES MONTRANT QUE LA TEMPERATURE EST LE FACTEUR ESSENTIEL DE VARIATION DU DELTA18O ET NON LES PR\u00c9CIPITATIONS SAUF AU TR\u00c8S BASSES LATITUDES<\/strong><\/em><\/div>\n
$\"\"$ <\/a><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Je vous propose ici de quoi faire le point sur l’utilisation du \u03b418O comme indicateur pal\u00e9oclimatique. Beaucoup d’erreurs sont souvent commises l\u00e0 dessus… (Si vous en voyez dans l’article, n’h\u00e9sitez pas \u00e0 me le signaler) … Lire la suite →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6,5,102,4],"tags":[113,112,81,114,104],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1147"}],"collection":[{"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1147"}],"version-history":[{"count":2,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1147\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1462,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1147\/revisions\/1462"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1147"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1147"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/tristan.ferroir.fr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1147"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}