Les concentrations de lithium dans les océans ont été multipliées par sept en 150 millions d’années | Recherche

L’analyse d’échantillons de sel a révélé que les concentrations de lithium dans l’eau de mer ont été multipliées par sept au cours des 150 derniers millions d’années. Auparavant, les chercheurs avaient supposé que la concentration de lithium était constante, mais les nouvelles découvertes pourraient aider à expliquer des effets géologiques plus importants, notamment les liens avec le climat et le cycle du carbone.

“En remontant le temps de 150 millions d’années, la Terre était plus chaude, avec plus de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et plus de lithium dans la mer”, explique un géoscientifique. Mebrahtu Weldeghebriel de l’Université de Princeton aux États-Unis, qui a dirigé la nouvelle recherche. “L’océan est comme une soupe géante d’éléments, [and] il est important de comprendre comment ils réagissent aux changements majeurs [deduce] le lien entre la chimie des océans et la chimie atmosphérique.

Weldeghebriel et son collègue Tim Lowenstein ont révélé que, malgré les hypothèses précédentes, les concentrations de lithium dans l’eau de mer ont considérablement diminué.

Jusqu’à présent, la concentration des différents isotopes du lithium dans l’eau de mer était reconstituée à partir de fossiles de foraminifères – un type d’organisme planctonique unicellulaire. Cependant, ces données ne donnent pas une image complète. “Il n’existait aucun enregistrement fiable de la concentration de lithium dans l’eau de mer, […] nous n’avions qu’une seule pièce de ce puzzle mondial», déclare Sambouddha Misra, géochimiste spécialisé dans la reconstruction de la chimie passée de l’eau de mer et ses liens avec le climat, basé à l’Institut indien des sciences de Bangalore, en Inde. «Cet article fournit la première reconstruction quantitative de la concentration en lithium de l’eau de mer au cours des 150 derniers millions d’années», ajoute-t-il.

Weldeghebriel explique que lui et Lowenstein ont reconstitué les concentrations historiques de lithium en mesurant des échantillons d’eau de mer ancienne restés piégés dans de « minuscules poches de cristaux d’halite ». Ils ont ensuite utilisé la spectrométrie de masse de pointe pour identifier et quantifier le lithium et le magnésium. C’est le rapport entre ces deux cations qui donne une image détaillée de la teneur en eau de mer dans le temps.

“Nous supposons que dans l’océan, les proportions des ions majeurs sont constantes”, explique Eric Achterberg, expert en océanographie chimique au Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique à Kiel, en Allemagne. «Les ions majeurs se produisent à des concentrations élevées, car ils ne sont pas réactifs et ont donc des temps de séjour très longs dans les océans», ajoute-t-il. ‘Le [analysis] Des échantillons d’halite marine provenant de bassins d’évaporites marins du Mésozoïque et du Cénozoïque, en combinaison avec la modélisation, ont déterminé une diminution de sept fois de la concentration océanique de lithium.

«C’est un défi herculéen», déclare Misra. ‘Ils [also took] un grand soin en excluant les échantillons qui démontraient des preuves d’origine non marine.

Les chercheurs expliquent que la concentration de lithium dans l’eau de mer pourrait être liée aux effets climatiques mondiaux, comme le dernier « refroidissement global » de l’ère géologique actuelle. Étant donné que les cheminées hydrothermales – fissures dans le fond marin qui rejettent de l’eau chauffée par géothermie – sont une source courante de lithium, Weldeghebriel soupçonne qu’il existe un lien étroit entre les changements à long terme de la concentration de lithium et l’activité tectonique.

“La baisse de la concentration de lithium dans l’eau de mer est principalement associée à une production réduite de croûte océanique et […] activité hydrothermale – toutes deux influencées par les mouvements des plaques tectoniques », explique Weldeghebriel. “Le ralentissement de l’activité des plaques au cours des 150 derniers millions d’années a conduit à une diminution de la quantité de lithium [in seawater] et [less] dioxyde de carbone rejeté dans l’atmosphère, finalement [creating] l’ère glaciaire actuelle.

Pour cette raison, Weldeghebriel note qu’améliorer notre compréhension de la chimie de l’eau de mer à long terme fournira à terme des informations importantes sur « le cycle mondial du carbone, ainsi que les sources et les puits de dioxyde de carbone ».