Variation des éléments présents à l'état de traces dans les glaces polaires pendant la fin du quartenaire, notamment en liaison avec les retombées de matière extraterrestre

Trace elements variations in polar ice during the late quartenary with special emphasis on cosmic fallout

Variazione degli elementi in traccia nel ghiaccio polare durante il tardo quaternario con particolare attenzione riguardo al flusso di materiale cosmico

• Auteur / Autrice : Paolo Gabrielli
• Direction : Carlo Barbante, Claude Boutron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Univers
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015) en cotutelle avec Università Ca' Foscari Venezia (Venise, Italie)

Résumé

L'analyse des éléments traces dans les carottes de glace profondes provenant des régions polaires apportent de précieuses informations environnementales sur les sources naturelles de ces éléments, le transport longue distance de ces éléments et les mécanismes de dépôts des aérosols au cours du Quaternaire récent (les dernières centaines de milliers d'années). Dans cette étude, nous avons mesuré de nombreux éléments traces (Li, Mg, V, Cr, Mn, Co, Cu, As, Rb Sr, Cd, Ba, Ir, Pt, Hg (incluant MeHg et Hg2+), Pb (et les isotopes du Pb), Bi et U) dans diverses sections de trois carottes de glace profondes qui ont été forées en Antarctique et au Groenland dans le cadre de programmes internationaux: la carotte de Dome C/EPICA (derniers -220,000 ans), la carotte de Vostok (derniers -410,000 ans) et la carotte de GRIP (derniers -100,000 ans). Les analyses ont été réalisées en salle blanche par spectrométrie de masse à secteur magnétique couplée à un plasma induit (ICP-SFMS), par spectrométrie de masse à ionisation thermique (TIMS) et par spectrométrie de masse à temps de vol couplée à un plasma induit. Les résultats obtenus pour Ir et Pt montrent des preuves des retombées passées des produits de vaporisation et de recondensation des poussières météoritiques, vers les carottes polaires. Les flux de retombées des dérivés de poussières météoritiques ont été utilisés pour estimer le taux d'accrétion passés des particules interplanétaires sur le planète Terre. Le but étant également d'identifier d'anciens changements de la circulation atmosphérique Antarctique telle qu'une plus forte subsidence vers le plateau Antarctique de l'Est au cours des périodes climatiques froides.

The determination of trace elements in deep polar ice cores provides important environmental information concerning natural sources, long-range transport and deposition processes of the aerosol during the late Quaternary (Iast few hundred thousands years). Ln this work, we have measured various trace elements (Li, Mg, V, Cr, Mn, Co, Cu, As, Rb, Sr, Cd, Ba, Ir, Pt, Hg (including MeHg and Hg2+), Pb (including Pb isotopes), Bi and U) in various sections of three deep ice cores which were drilled in Antarctica and Greenland as a part of international programmes: the Dome C/EPICA ice core (past -220 kyr), the Vostok ice core (past -410 kyr) and the GRIP ice core (past -100 kyr). The analyses were performed by Inductively Coupled Plasma Sector Field Mass Spectrometry, Thermallonization Mass Spectrometry and Inductively Coupled Plasma Time of Flight Sector Field Mass Spectrometry, in clean room conditions. The results obtained for Ir and Pt shows evidence of the past fallout of vaporization and re-condensation products of meteoroids, the "meteoric smoke", to the polar ice caps. The meteoric smoke influx was used to estimate the past accretion rate of interplanetary dust particles to the Earth and to identify ancient changes in the Antarctic atmospheric circulation such as an enhanced subsidence onto the East Antarctic plateau during cold climatic stages.