Δ13C

Modèle:SerifModèle:13C (prononcé « delta treize C » ou plus souvent « delta C treize ») est une notation commode du rapport Modèle:13C/Modèle:12C des nombres d'atomes de carbone 13 et de carbone 12 dans un échantillon. Modèle:SerifModèle:13C est très utilisé en géochimie, en paléoclimatologie et en paléocéanographieModèle:,.

Définition

Modèle:SerifModèle:13C est la variation relative du rapport Modèle:13C/Modèle:12C entre une référence (un standard) et l'échantillon considéré, exprimée généralement en millièmes :

Modèle:SerifModèle:13C = $1000[\frac{{\left({}^{13}\mathrm{C}{/}^{12}\mathrm{C}\right)}_{\text{échantillon}}}{{\left({}^{13}\mathrm{C}{/}^{12}\mathrm{C}\right)}_{\text{référence}}}-1]$

Remarque : une expression telle que Modèle:SerifModèle:13C = −25 est conforme à la définition ci-dessus, mais on trouve aussi écrit Modèle:SerifModèle:13C = −25 ‰. Les deux expressions sont en pratique équivalentes (vu la faible amplitude des variations observées, une erreur d'ordre de grandeur d'un facteur 1 000 est tout à fait improbable), mais en toute rigueur la seconde signifie que Modèle:SerifModèle:13C a été défini sans le facteur 1 000 (car Modèle:Nobr −0,025).

La référence classique est la Pee Dee Belemnite (PDB), la coquille d'une belemnite fossile du Crétacé, provenant de la formation de Peedee en Caroline du Sud. En fait cet échantillon présente un rapport Modèle:13C/Modèle:12C anormalement élevé (0,0112372), si bien que la plupart des matériaux naturels ont un Modèle:SerifModèle:13C négatif. Un échantillon de rapport Modèle:13C/Modèle:12C = 0,010743 aura ainsi un Modèle:SerifModèle:13C de Modèle:Nobr. D'autres références, notamment la Vienna PDB (VPDB), ont aujourd'hui remplacé l'originaleModèle:Sfn. Les références sont également utilisées pour vérifier la justesse des spectromètres de masse.

Causes des variations de Modèle:SerifModèle:13C

Modèle:SerifModèle:13C 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 cinétique. Certains processus abiotiques fonctionnent de la même manière, ainsi le méthane provenant des évents hydrothermaux.

Le méthane a une valeur très basse en ce qui concerne Modèle:SerifModèle:13C : méthane d'origine biologique −Modèle:Nobr, méthane d'origine thermique −Modèle:Nobr. L'émission de grandes quantités d'hydrate de méthane est susceptible d'influencer le Modèle:SerifModèle:13C, comme à l'occasion du maximum thermique du passage Paléocène-Éocène.

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 Modèle:12C, plus léger, et présentent un Modèle:SerifModèle:13C de −25‰, dépendant cependant de leur voie métabolique. Par conséquent, une élévation du Modèle:SerifModèle:13C 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|Modèle:Fchim]] et celles utilisant la voie [[Fixation du carbone en C4|Modèle:Fchim]] ont des signatures différentes, permettant de détecter l'abondance des plantes Modèle:Fchim au travers du temps grâce aux valeurs du Modèle:SerifModèle:13C. Alors que les plantes Modèle:Fchim ont une valeur de Modèle:SerifModèle:13C comprise entre -16 et -10 ‰, les plantes Modèle:Fchim ont un indice variant entre -33 et -24 ‰.

Une augmentation de la productivité primaire entraîne une croissance proportionnelle du Modèle:SerifModèle:13C, car les plantes captent plus de Modèle:12C.

Les extinctions massives sont souvent corrélées avec une anomalie négative du Modèle:SerifModèle:13C, liée à une diminution de la productivité primaire et de la libération de carbone d'origine végétale.

L'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 Modèle:SerifModèle:13C.

Articles connexes

• [[δ18O|Modèle:SerifModèle:18O]]
• Composition isotopique
• Rapport isotopique
• Géochimie isotopique
• Traceur isotopique

Bibliographie

• Modèle:Ouvrage
• Modèle:Chapitre