Voir la source de Δ13C

{{titre mis en forme|δ{{13}}C}}

'''{{serif|δ}}{{13}}C''' (prononcé « delta treize C » ou plus souvent « delta C treize ») est une notation commode du [[rapport isotopique|rapport]] {{13}}C/{{12}}C des nombres d'atomes de [[carbone 13]] et de [[carbone 12]] dans un échantillon. {{serif|δ}}{{13}}C est très utilisé en [[géochimie]], en [[paléoclimatologie]] et en [[paléocéanographie]]<ref>{{Ouvrage| langue=en| prénom1=Susan M.| nom1=Libes| titre=Introduction to Marine Biogeochemistry| éditeur=[[John Wiley & Sons|Wiley]]| année=1992| numéro d'édition=1| isbn=| lieu=New York }}</ref>{{,}}<ref>{{lien web| langue=fr| titre=Cycle du carbone et effet de serre. Delta 13 C| site=Institut français de l'éducation| éditeur=Ministère de l'éducation (France)| consulté le=24 juin 2018| url=http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/CCCIC/ressources/delta13c}}.</ref>.

== Définition ==
{{serif|δ}}{{13}}C est la variation relative du rapport {{13}}C/{{12}}C entre une référence (un [[étalon (métrologie)|standard]]) et l'échantillon considéré, exprimée généralement en [[millième]]s :
:{{serif|δ}}{{13}}C = <math>1\,000\left[\frac{\left(^{13}\!\mathrm{C}/^{12}\!\mathrm{C}\right)_\text{échantillon}}{\left(^{13}\!\mathrm{C}/^{12}\!\mathrm{C}\right)_\text{référence}}-1\right]</math>

Remarque : une expression telle que {{serif|δ}}{{13}}C = −25 est conforme à la définition ci-dessus, mais on trouve aussi écrit {{serif|δ}}{{13}}C = −25 [[pour mille|‰]]. Les deux expressions sont en pratique équivalentes (vu la faible amplitude des variations observées, une erreur d'ordre de grandeur d'un facteur {{formatnum:1000}} est tout à fait improbable), mais en toute rigueur la seconde signifie que {{serif|δ}}{{13}}C a été défini sans le facteur {{formatnum:1000}} (car {{nobr|1={{unité|-25 ‰}} =}} −0,025).

La référence classique est la [[PDB (géologie)|Pee Dee Belemnite]] (PDB), la coquille d'une [[Belemnoidea|belemnite]] fossile du [[Crétacé]], provenant de la formation de Peedee en [[Caroline du Sud]]. En fait cet échantillon présente un rapport {{13}}C/{{12}}C anormalement élevé (0,0112372), si bien que la plupart des matériaux naturels ont un {{serif|δ}}{{13}}C négatif<ref name=UGa>{{lien web |langue=en |url=http://www.uga.edu/sisbl/stable.html#calib |titre=Overview of Stable Isotope Research |date=22 juillet 1997 |éditeur=University of Georgia, Stable Isotope Ecology Laboratoty |consulté le=23 juin 2018}}</ref>. Un échantillon de rapport {{13}}C/{{12}}C = 0,010743 aura ainsi un {{serif|δ}}{{13}}C de {{nobr|1=(0.010743/0.0112372 &minus; 1)*1000 = &minus;44}}. D'autres références, notamment la Vienna PDB (VPDB), ont aujourd'hui remplacé l'originale{{sfn|Miller|Miller|2012|p=186}}. Les références sont également utilisées pour vérifier la justesse des [[spectrométrie de masse|spectromètres de masse]].

== Causes des variations de {{serif|δ}}{{13}}C ==
{{serif|δ}}{{13}}C évolue dans le temps comme une fonction de la [[productivité primaire]], de l'enfouissement du carbone et du type de végétation. Les  processus biologiques absorbent préférentiellement l'isotope le plus léger au travers du processus de [[fractionnement isotopique|fractionnement cinétique]]. Certains processus abiotiques fonctionnent de la même manière, ainsi le méthane provenant des évents hydrothermaux<ref>{{article |langue=en |nom1=McDermott |prénom1=J.M. |nom2= Seewald |prénom2= J.S. |nom3= German |prénom3= C.R. |nom4=Sylva |prénom4=S.P. |année= 2015 |url=http://www.pnas.org/content/pnas/112/25/7668.full.pdf |titre= Pathways for abiotic organic synthesis at submarine hydrothermal fields |périodique=Proceedings of the National Academy of Sciences |volume= 112|numéro=25 |passage=7668-7672}}.</ref>.

Le méthane a une valeur très basse en ce qui concerne {{serif|δ}}{{13}}C : méthane d'origine biologique −{{nobr|60 ‰}}, méthane d'origine thermique −{{nobr|40 ‰}}. L'émission de grandes quantités d'[[hydrate de méthane]] est susceptible d'influencer le {{serif|δ}}{{13}}C, comme à l'occasion du [[maximum thermique du passage Paléocène-Éocène]]<ref name=Panchuk2008>{{article |langue=en  |nom1=Panchuk |prénom1=K. |nom2=Ridgwell |prénom2=A. |nom3=Kump |prénom3=L.R.  |titre=Sedimentary response to Paleocene-Eocene Thermal Maximum carbon release: A model-data comparison  |journal=[[Geology]]  |volume=36 |numéro=4 |passage=315–318 |année=2008  |doi=10.1130/G24474A.1}}.</ref>.

Plus communément, le ratio est influencé par les variations de la [[productivité primaire]] et de l'enfouissement des matières organiques. Les organismes captent préférentiellement le carbone {{12}}C, plus léger, et présentent un {{serif|δ}}{{13}}C de &minus;25&permil;, dépendant cependant de leur [[voie métabolique]]. Par conséquent, une élévation du {{serif|δ}}{{13}}C dans les fossiles marins indique une augmentation de la quantité de végétation. 
Les plantes utilisant la voie métabolique de [[fixation du carbone]] en [[Fixation du carbone en C3|{{fchim|C|3}}]] et celles utilisant la voie [[Fixation du carbone en C4|{{fchim|C|4}}]] ont des signatures différentes, permettant de détecter l'abondance des plantes {{fchim|C|4}} au travers du temps grâce aux valeurs du {{serif|δ}}{{13}}C<ref name=Retallack2001>{{article |langue=en | auteur =G.J. Retallack |année= 2001 | titre = Cenozoic Expansion of Grasslands and Climatic Cooling | journal = The Journal of Geology | volume = 109 |numéro= 4 |passage= 407–426 | doi = 10.1086/320791}}</ref>. Alors que les plantes {{fchim|C|4}} ont une valeur de {{serif|δ}}{{13}}C comprise entre -16 et -10 &permil;, les plantes {{fchim|C|3}} ont un indice variant entre -33 et -24 &permil;<ref>{{article |langue=en | nom1 = O'Leary |prénom1 = M. H.| titre = Carbon Isotopes in Photosynthesis | journal = BioScience| volume = 38| numéro= 5| passage = 328–336|année= 1988| doi = 10.2307/1310735}}</ref>.

Une augmentation de la productivité primaire entraîne une croissance proportionnelle du {{serif|δ}}{{13}}C, car les plantes captent plus de {{12}}C.<!-- Le signal est aussi une fonction de la quantité de carbone enfoui ; lorsque le carbone est enfoui, il y a moins de {{12}}C dans les sédiments que dans ????? 
An increase in primary productivity causes a corresponding rise in ''δ''<sup>13</sup>C values as more <sup>12</sup>C is locked up in plants.  This signal is also a function of the amount of carbon burial; when organic carbon is buried, more <sup>12</sup>C is locked out of the system in sediments than the background ratio because organic carbon is lighter-->

Les [[Extinction massive|extinctions massives]] sont souvent corrélées avec une anomalie négative du {{serif|δ}}{{13}}C, liée à une diminution de la productivité primaire et de la libération de carbone d'origine végétale.

L'[[Histoire évolutive des végétaux|évolution des grandes plantes terrestres]] durant le [[Dévonien]] tardif a conduit à une augmentation de l'enfouissement de carbone organique et par conséquent à une augmentation du {{serif|δ}}{{13}}C<ref>{{lien web |langue=en |url=http://www.lpi.usra.edu/meetings/impact2000/pdf/3072.pdf |titre=The late Devonian mass extinction. Impact or earth-bound event? |auteur1=M.M. Joachimski |auteur2=W. Buggisch|série=Catastrophic Events Conference |année=2000 |éditeur=Lunar and Planetary Institute}}</ref>.

== Articles connexes ==

* [[δ18O|{{serif|δ}}{{18}}O]]
* [[Composition isotopique]]
* [[Rapport isotopique]]
* [[Géochimie isotopique]]
* [[Traceur isotopique]]

== Références ==

{{Traduction/référence|en|Δ13C|846545813}}
{{Références}}

== Bibliographie ==

* {{Ouvrage |langue=en |prénom1=Charles B. |nom1=Miller |auteur2=Patricia A. Miller |titre=Biological Oceanography |lieu=Oxford |éditeur=[[John Wiley & Sons]] |année=2012 |numéro d'édition=2 |année première édition=2003 |pages totales=464 |isbn=978-1-4443-3301-5 |lire en ligne=https://books.google.com/books?id=z7YuwR-IJ-UC&printsec=frontcover}}
* {{chapitre |langue=en |auteur1=Wim Mook |auteur2=F. C. Tan |année=1991 |titre chapitre=Stable carbon isotopes in rivers and estuaries |titre ouvrage= Biogeochemistry of major world rivers |passage=245–264 |collection=Scope report |numéro dans collection=42 |éditeur=John Wiley and Sons}}

{{Portail|chimie|paléontologie|sciences de la Terre et de l'Univers|climat}}

{{DEFAULTSORT:Delta13C}}
[[Catégorie:Isotope du carbone]]
[[Catégorie:Géochimie]]
[[Catégorie:Paléoclimatologie]]