Thèse soutenue

Redefining the burial flux of biogenic silica and its role in the global marine silicon cycle

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Auteur / Autrice : Dongdong Zhu
Direction : Jill Naomi SuttonSumei Liu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie marine
Date : Soutenance le 11/10/2023
Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Zhongguo hai yang da xue (Qingdao, Chine)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
Etablissement d'accueil : Zhongguo hai yang da xue (Qingdao, Chine)
Jury : Président / Présidente : Paul Tréguer
Examinateurs / Examinatrices : Jill Naomi Sutton, Sumei Liu, Paul Tréguer, Li Hong-Wei, Shaily Rahman, Aude Leynaert, Jingling Ren, Xiangbin Ran
Rapporteurs / Rapporteuses : Li Hong-Wei, Shaily Rahman

Résumé

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L'enfouissement de la silice biogène (bSi) dans les sédiments est important pour étudier et reconstruire la productivité actuelle et passée des océans et pour comprendre le cycle du silicium marin (Si). Cependant, en raison de l'absence de procédures normalisées et reconnues au niveau international, les grandes variabilités de la teneur en bSi déterminée (bSi%) faussent l'évaluation du flux global d'enfouissement de bSi. Pour redéfinir le flux global d'enfouissement du bSi, cette thèse a évalué les facteurs qui affectent la détermination précise du bSi en déterminant la teneur en opale de sédiments provenant de différents environnements de dépôt en utilisant des méthodes variables (méthodes chimiques par voie humide, diffraction des rayons X et méthode infrarouge). Les résultats ont montré que les types et l'abondance de bSi dans les sédiments et les étapes de prétraitement des sédiments affectent la mesure du bSi. Les résultats de l'extraction alcaline ont montré que l'utilisation de la méthode Si/Al corrige avec précision la fraction de silice lithogénique dans les sédiments marins, et améliore ainsi les déterminations de bSi% dans les sédiments. Pour souligner l'influence de ces différences méthodologiques, la thèse a révisé le flux d'enfouissement du bSi dans les mers de Chine orientale et a fourni une nouvelle estimation de 253 (±286) Gmol-SiO2 an-1, ce qui représente un tiers des estimations précédentes qui appliquaient une procédure de prétraitement avant les extractions alcalines. Sur la base des résultats et des données publiées précédemment, le flux d'enfouissement du Si marin global réévalué est de 6.7 ±2.7 Tmol-Si par an, ce qui est inférieur d'environ 10 à30 % aux études précédentes. Cependant, le cycle marin moderne du Si est toujours dans un état relativement stable. En outre, la dissolution des minéraux silicatés agit comme une importante source potentielle de Si marin et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la cinétique de dissolution de la silice dans les sédiments marins.