Les isotopes du radium pour chronométrer le panache de l’Amazone

Le fleuve Amazone constitue le plus important apport d’eau douce à l’océan, transportant des quantités énormes de matières dissoute et particulaire qui ont une influence majeure sur la composition chimique et le fonctionnement biogéochimique de l’Océan Atlantique. Dans cette étude menée par des scientifiques internationaux, dont une équipe du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP - CNRS / UT3 Paul Sabatier / CNES / IRD), le radium, isotope radioactif naturel, est utilisé comme traceur des eaux de l’Amazone qui se mélangent avec celles de l’Océan Atlantique.

En particulier, la décroissance radioactive des isotopes du radium (radium-224 et radium-223¹) le long du panache de l’Amazone permet de chronométrer le temps de transit de ces eaux sur le plateau continental brésilien jusqu’à plus de 500 km de l’embouchure. Le consortium² constitué pour cette étude a permis de réunir un jeu de données unique acquis dans des contextes hydrologiques différents lors de campagnes i) américaine (AmasSeds en 1991), ii) françaises (AMANDES³ / GEOTRACES process study GApr01 en 2007–2008) et iii) allemande (M147 en 2018).

L’étude montre qu’il faut entre 9 et 14 jours aux eaux de l’Amazone pour atteindre la limite nord-ouest du plateau continental Brésilien (au large de la Guyane Française) et entre 12 et 21 jours pour atteindre la limite nord-est du plateau continental brésilien située en face de l’embouchure. La vitesse moyenne du transport vers le nord-ouest le long des côtes brésiliennes est ainsi estimée à 30 cm.s-1. Les temps de résidence obtenus à partir des isotopes du radium sont en accord avec ceux estimés à partir de simulations numériques à haute résolution basées sur le modèle NEMO. Les résultats obtenus suggèrent par ailleurs que l’importante variabilité saisonnière du débit du fleuve a peu d’influence sur le temps de résidence des eaux sur le plateau continental. Il existe très peu d’observations courantologiques sur le plateau continental brésilien. Ces estimations déduites des traceurs géochimiques sont donc très précieuses car elles fournissent des informations uniques sur les cinétiques de transfert d’éléments chimiques le long du continuum fleuve-océan, ces éléments ayant un impact sur la composition chimique de l’Océan Atlantique et les cycles biogéochimiques.

Les âges (en jours) déduits du chronomètre radium dans les échantillons collectés lors des campagnes AMANDES 1, AMANDES 3, et AMANDES 4 le long du panache de l’Amazone sont présentés en cercles pleins. © LEGOS

Voir en ligne sur le site de l'institut national des sciences de l'Univers du CNRS 


Notes

¹Les isotopes du radium - radium-224 et radium-223 - présentent des périodes radioactives courtes (respectivement 4 jours et 11 jours).

²Le consortium réunit le Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS, Université de Toulouse/ CNRS/ CNES/ IRD/ Université Toulouse III Paul Sabatier), le laboratoire Hydrosciences Montpellier (HSM, IRD/CNES/ Université de Montpellier), l’université de Kiel (Allemagne), l’Université de South Carolina (USA) et l’Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), Sao Paulo (Brésil).

³Projet AMANDES soutenu par l’ANR (Agence Nationale de la Recherche ; ANR-BLA-2005, NT05-3_43160 ; PIs : Catherine Jeandel et Patrick Seyler), IRD (Institut de Recherche pour le Développement) et CNRS/INSU (Centre National de la Recherche Scientifique/Institut National des Sciences de l’Univers).