Micro analyse quantitative des éléments traces dans la calcite de la coquille Saint Jacques (Pecten maximus) par Ablation Laser ICP-MS : une archive journalière de la biogéochimie des environnements côtiers tempérés.

• Auteur / Autrice : Aurélie Barats
• Direction : Olivier Donard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux et environnement
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Pau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbonate de calcium

Spectrométrie de masse

Lasers -- Applications industrielles

Coquilles Saint-Jacques

Éléments traces -- Analyse

Résumé

Le couplage de l'Ablation Laser et de la Spectrométrie de Masse à Plasma Inductif Couplé (LA-ICP-MS) a été mis en œuvre pour la détermination quantitative des éléments traces dans des matrices de carbonate de calcium (CaCO3) grâce à l'utilisation de pastilles étalons de CaCO3 (concentrations en éléments traces: 0-500 µg. G-1). L'analyse quantitative des éléments traces le long des stries journalières de calcite des coquilles Saint Jacques Pecten maximus a conduit à la définition de profils chronologiques et à haute résolution temporelle. La signification de ces profils a ensuite été évaluée particulièrement pour la Rade de Brest (France). Les concentrations coquillières de fond sont directement liées aux concentrations de l'eau de mer en phase dissoute et aux constantes de solubilité dans les carbonates, traduisant ainsi les conditions environnementales et hydro climatiques moyennes. Des enrichissements récurrents, transitoires et/ou saisonniers ont été observés pour le molybdène (Mo), le baryum (Ba) et le manganèse (Mn). Les enrichissements du Mo et du Ba dans la coquille sont identifiés comme des indicateurs de la dynamique phytoplanctonique dans les environnements côtiers tempérés. Les enrichissements du Mn, observés spécifiquement pour les coquilles de la Baie de Seine, traduisent les apports fluviaux de la Seine et les oscillations des conditions rédox dans la colonne d'eau et à l'interface eau/sédiment. La micro chimie des éléments traces de la coquille est donc établie comme une archive à haute fréquence des changements des environnements côtiers tempérés, et permet aussi de mieux comprendre le cycle biogéochimique des éléments traces à l'interface eau - sédiment.

The development of Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma - Mass spectrometry coupling (LA-ICP-MS) conduced to the quantitative micro analysis of trace elements (TE) in calcium carbonate (CaCO3) matrices by the use of CaCO3 standards (TE range of concentrations: 0-500 µg. G-1). Quantitative analyses of TE along the daily calcite striae of the Great Scallop shells (Pecten maximus) allowed the definition of chronological profiles at high temporal resolution. The significance of these profiles was then evaluated, particularly in the Bay of Brest (France). Background shell concentrations are directly related to TE dissolved concentration in the seawater surrounding the shell habitat and to the TE solubility constants within the carbonates, reflecting thus average environmental and hydroclimatic conditions. Recurrent transient or seasonal shell enrichments were observed for the molybdenum (Mo), the barium (Ba) and the manganese (Mn). Mo and Ba enrichments are identified as relevant tracers of phytoplankton dynamic in coastal temperate environments. Specific Mn enrichment, revealed for shells from the Bay of Seine, are related to continental inputs from the Seine river and to supplementary summer inputs induced by redox changes within the water column and at the sediment water/interface (SWI) in the estuary. The micro chemistry of trace elements in the shell can be thus considered as a relevant archive of environmental changes in coastal temperate ecosystems, and also allow to better constrain the biogeochemical cycle of trace elements at the sediment - water interface.