Le sel marin dévoile une histoire géologique de 150 millions d'années

Jun 13, 2023

n.bataev/iStock

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Des chercheurs de l'Université de Binghamton ont réussi à examiner les changements intervenus dans la chimie de l'eau de mer au cours des 150 derniers millions d'années.

Selon le communiqué de presse, l'examen détaillé leur a fourni un aperçu des processus géologiques, tels que la tectonique des plaques et les changements climatiques au cours du dernier million d'années.

Les chercheurs ont recherché de l'halite, un sel marin susceptible de préserver l'histoire géologique.

L'halite est apparue au cours des 150 derniers millions d'années dans une myriade de bassins sédimentaires du monde, notamment aux États-Unis, en Europe, en Asie et en Afrique. De plus, le sel halite a été sélectionné car il contient de « minuscules gouttelettes » d’eau salée ancienne.

Les chercheurs ont utilisé un laser pour percer des trous dans les cristaux de sel afin d’analyser ces minuscules gouttes. Suite à cela, la technique du spectromètre de masse a été utilisée pour tester l’existence de divers éléments traces.

L’océan « est comme une soupe géante composée de différents éléments. Le sodium et le chlorure sont les plus courants, mais il en existe des dizaines d’autres dissous dans l’eau de mer à l’état de traces, comme le lithium », a déclaré Tim Lowenstein dans un communiqué officiel.

L'objectif principal de cette étude était d'identifier des traces de lithium dans les échantillons de sel.

Le lithium est décrit comme un oligoélément qui a « subi une diminution de sept fois » au cours des 150 derniers millions d'années, accompagnée d'une augmentation des rapports magnésium/calcium.

Les auteurs proposent que la baisse des niveaux de lithium dans l’eau de mer soit liée à « une production réduite de croûte océanique et une diminution de l’activité hydrothermale des fonds marins ». Ces deux aspects influencent le mouvement des plaques tectoniques terrestres.

Les résultats ont montré que la réduction de l’activité de mouvement des plaques au cours des 150 derniers millions d’années semble avoir entraîné une diminution de l’apport de lithium à l’océan.

Cela a également entraîné une diminution des émissions de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, conduisant finalement au refroidissement global et à la période glaciaire.

« Il existe un lien étroit entre la chimie des océans et la chimie atmosphérique. Quels que soient les changements qui se produisent dans l'océan, ils reflètent également ce qui se passe dans l'atmosphère », a déclaré Mebrahtu Weldeghebriel, l'auteur principal de cette étude.

Les résultats ont des implications significatives pour la compréhension de la chimie des océans anciens et de la manière dont le mouvement des plaques tectoniques a façonné la composition chimique de l'hydrosphère (couche d'eau) et de l'atmosphère de notre planète.

Lowenstein a ajouté : « Tout est connecté. »

Ces changements, à leur tour, ont un impact sur la biologie de nombreuses créatures, par exemple les organismes marins dont la coquille est constituée de composé chimique carbonate de calcium.

Les résultats ont été rapportés dans la revue Science Advances.

Résumé de l'étude :

Les variations séculaires de la chimie des ions majeurs et de la composition isotopique de l'eau de mer sur des échelles de temps de plusieurs millions d'années sont bien documentées, mais les causes de ces changements sont débattues. Les inclusions fluides dans l'halite marine indiquent que la concentration de Li dans l'eau de mer [Li+]SW a diminué de sept fois au cours des 150 derniers millions d'années (Ma), passant d'environ 184 μmol/kg H2O il y a 150 Ma à 27 μmol/kg H2O aujourd'hui. La modélisation du cycle géochimique du lithium montre que la diminution de [Li+]SW était principalement contrôlée par des diminutions à long terme des taux de production de la croûte océanique et des flux hydrothermaux des dorsales médio-océaniques et des flancs des dorsales, sans nécessiter de modifications des flux d'altération continentaux. La diminution de [Li+]SW est parallèle à l'augmentation de 150 Ma des eaux de mer Mg2+/Ca2+ et 87Sr/86Sr, et au passage des mers de calcite aux mers d'aragonite, de KCl aux évaporites de MgSO4 et des climats de serre à glacière, qui soulignent tous l'importance de activité tectonique des plaques dans la régulation de la composition de l'hydrosphère et de l'atmosphère terrestre.