Dynamique du Fe et évolution des sols: approche isotopique

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1 Dynamique du Fe et évolution des sols: approche isotopique
Zuzana Fekiacova INRA - UR1119 Géochimie des sols et des eaux Europôle méditerranéen de l'Arbois Bâtiment Laënnec - Avenue Philibert BP 80 F Aix-en-Provence Cedex 04

2 L'évolution des constituants des sols à l'aide des isotopes du Fe
Objectifs : identifications des minéraux impliqués dans l'évolution des sols en fonction des conditions physico-chimiques, étude des cinétiques d'évolutions, étude de l'impact des cultures sur le cycle de Fe et sur l'évolution du sol. effet des variations climatiques effets anthropiques

3 Etat des connaissances: isotopes du Fe
Isotopes stables 54Fe, 56Fe, 57Fe, 58Fe Etats d'oxydation II, III Notation classique (‰): Sols ; nombre d’études limité : variations de concentrations et de compositions isotopiques entre différents horizons des sols mécanismes de fractionnements isotopiques systématiques : produit : enrichi en isotopes légers résidu : enrichi en isotopes lourds réactif (A)  produit (B) + résidu (A’) altération Fe(III) (stable) Fe(II) (soluble) d56FeDissout < d56FeRoche Examples: réservoirs du Fe-léger (e.g., dissolution du Fe(III) en milieu réducteur, solubilisation du Fe(III) solide par complexation, sorption du Fe-lourd sur des surface des particules) réservoirs du Fe-lourd (e.g., oxydation du Fe(II), fractionnement à l’équilibre entre Fe(II) & Fe(III) en solution, précipitation du Fe(III))

4 Approche: 1. Etude in situ Approche expérimentale sol minéraux
Etude des concentrations et variations isotopiques en fonction : du type d'horizon et de la profondeur + variations latérales des variations des conditions physico-chimiques (état redox, précipitations, etc.) Bilans de masse et bilans isotopiques : identification et caractérisation des réservoirs rôle des réservoirs dans l'évolution du sol Etude fine au niveau minéralogique : évolution des minéraux primaires évolution des minéraux secondaires Approche expérimentale Dispositif expérimental en milieu contrôlé fractionnements induits au cours des transformations minérales vitesse et type de fractionnements (à l'équilibre, cinétique)

5 Dynamique du Fe dans une séquence: sol sain - sol hydromorphe
L’oxydo - réduction : dynamique du Fe facteur de couplage entre les cycles des éléments chimiques Terrain d’étude: sols hydromorphes système complexe anthropisé : zone agricole en exploitation et friche humide de bas-fond

6 Trolard et al. 1997

7 Distribution des éléménts majeurs et traces dans les sols
Trolard et al. 1997

8 Dynamique saisonnière dans la solution du sol
à l’aval de la zone d’épandage ; deux profondeurs différentes ; des paramètres non conservatifs (pH, Eh, FeII): mesures sur le terrain ; des cations, anions et métaux: analyses au laboratoire.  Apparition de conditions réductrices = mobilité du Fe, du Cu et du Zn Trolard et al. 1997

9 En résumé : Isotopes du Fe: Les processus liés à l’oxydo-réduction :
affectent les combinaisons des éléments chimiques ; conduisent à la création des zones puits et/ou sources ; Isotopes du Fe: la dynamique des transformations minéralogiques les interactions Fe - éléments de traces, Fe - matière organique l'impact des variations climatiques et de l'activité humaine sur l'évolution des sols

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