Impact des apports lithogéniques sur le cycle du Nd en mer de Chine du Sud : étude basée sur les concentrations en éléments de terres rares et la composition isotopique du Nd dans l'eau de mer et les foraminifères planctoniques à différentes profondeurs de la colonne d'eau.

La composition isotopique du néodyme dissous (143Nd/144Nd, exprimée en εNd) de l'eau de mer constitue un traceur pertinent à la fois de la circulation océanique et des apports de Nd lithogenique liés à l'altération continentale. L'εNd de l'océan moderne présente une forte hétérogénéité spatiale, liée au temps de résidence relativement court du Nd (500–1000 ans) par rapport au temps de renouvellement global de l'océan (~1500 ans). Sa distribution est influencée par différents processus : apports lithogéniques fluviaux et éoliens, absorption/désorption des particules de la colonne d'eau, Processus dits de ‘'Boundary exchange'' et flux benthiques liés à la diagenèse. Cependant, l'impact de ces apports externes, notamment les interactions entre sédiments et eau de mer, reste mal contraint. Cette lacune limite notre compréhension du cycle moderne du Nd et l'utilisation de l'εNd comme traceur des mélanges des masses d'eau et des apports liés à l'altération continentale, tant dans les études modernes que paléocéanographiques. Les foraminifères planctoniques sont largement utilisés pour reconstituer les variations passées de la circulation océanique. Plusieurs études montrent que ceux issus de sédiments de surface enregistrent principalement l'εNd des eaux profondes et/ou interstitielles. La signature isotopique initiale des eaux de mer peut en effet être modifiée par des encroutements d'oxydes de Fe-Mn formés sous l'interface sédiment-eau. Des travaux récents sur des pièges à sédiments montrent toutefois que l'εNd incorporé dans les encroutements d'oxydes de Fe-Mn des foraminifères peut également être modifié durant leur chute dans la colonne d'eau. Des variations saisonnières de l'εNd de l'eau de mer, associées aux fluctuations des apports sédimentaires, ont notamment été observées dans le golfe du Bengale et la mer des Philippines. Elles témoignent d'échanges rapides (saisons) entre particules lithogéniques et eau de mer, particulièrement lorsque les apports particulaires sont importants, et dépendent notamment de la minéralogie et de l'état d'altération des matériaux terrigènes. L'influence des apports lithogéniques locaux sur l'εNd de l'eau de mer pourrait ainsi être importante dans les mers marginales, mais les données à haute résolution temporelle et à différentes saisons restent rares. La mer de Chine du Sud (MCS), mer marginale semi-fermée du Pacifique, constitue un environnement privilégié pour distinguer les effets de la circulation océanique de ceux des apports lithogéniques de Nd. Les eaux profondes du Pacifique (PDW, εNd −4) pénètrent dans la MCS par le détroit de Luzon et ventilent continuellement son bassin profond. Au cours de leur circulation le long des marges nord et ouest de la MCS, la PDW est susceptible d'être modifiée par les importants apports sédimentaires des fleuves asiatiques (Perle, Fleuve Rouge, Mékong), caractérisés par des εNd contrastés (−11 à −13). Cette étude portera sur les concentrations en éléments des terres rares (REE) et les compositions isotopiques du Nd d'échantillons d'eau de mer et de foraminifères planctoniques collectés à différentes profondeurs à l'aide de pièges à sédiments, le long d'un transect Nord-Sud dans la MCS. Les objectifs sont : (i) de mieux contraindre la distribution de l'εNd et des concentrations en REE le long de la trajectoire de la PDW sur la marge occidentale de la MCS, notamment dans les secteurs central et sud encore peu documentés ; (ii) de caractériser les signatures isotopiques du Nd préservées dans les foraminifères planctoniques modernes collectés par des pièges à sédiments ; (iii) d'évaluer l'impact des variations saisonnières des apports lithogéniques sur l'εNd de l'eau de mer dans la colonne d'eau ; et (iv) de mieux comprendre la préservation de la signature isotopique du Nd des foraminifères dans les carottes sédimentaires marines. École doctorale : Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France Direction : Christophe COLIN Financement : Autres programmes français pour doctorants étrangers