Silice et métaux trace Flashcards by Maël Fortin

Le silicium est un composé présent en grande quantité sur terre ?

OUI, c’est le second principal constituant de la croute terrestre après l’O2.

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Quelles sont les 2 particularités du cycle du silicium ?

1- seulement des formes inorganiques

2- Pas de phase gazeuse

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Sous quelles 3 formes (nom et formule) retrouve t’on le silicium (Si) dans son cycle ?

Forme ionique: Silicate (SiO4-) dissout
Silice (SiO2) dans les frustules
Opale: Silice hydraté

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Quelles sont les sources de silicium pour les océans ?

1- Rivières (89%) (via lessivage de la roche)
2- ¨Poussières (8%)
3- Sources hydrothermales (3%)

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Quels organismes utilisent la silice ?

1- Diatomées
2- Silicoflagellé
2- Éponges
2- Radiolaires
2- autres

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Quels est le rapport Redfield incluant la silice ?

106C : 15Si : 16N : 1P

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Quel est le TRM du silicium dans les océans ?

15 000 ans

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Quels sont les puits pour le silice

1- Sédimentation biogénique

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Qu’es-ce qui arrive aux coquilles de silice qui coulent vers le fond ?

Elles sont dissoutes en grande partie

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Quel océan a la plus grande concentration de silice ?

le Pacifique,

Il est plus agé

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Ou précipite la majorité de la silice mondiale (70%) ? Pourquoi ?

L’océan Austral,

la silice est moins soluble dans les eaux froides, donc elle atteint de fond.

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Y a-t-il recyclage de la silice dans la colonne d’eau ? comment ?

Oui, recyclage à tous les niveaux par solubilisation de la silice qui redevient disponible pour les organismes.

Les upwellings rapportent les eaux profondes riches en silice à la surface

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À quels autres cycles est lié celui de la silice ?

Calcium via la production de silicates de calcium

- Carbone via la production de carbonate de calcium qui libère la silice

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Chez le plancton, nommez des macronutriments abondants.

C
H
O
Cl
Ca
S
Na
K
Mg

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Chez le plancton, nommez des macronutriments souvent limitants.

N
P
Si

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Chez le plancton, nommez des micronutriments.

Cu
Mn
Mo
Fe
Zn
Vitamines

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Quel est le rapport Redfield pour le fer ?

20 000C : 1Fe

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Qu’es ce qui arrivé au fer dissout dans l’océan primitif ?

Le Fe(+II) a été oxydé en Fe(+III) et a précipité quand la photosynthèse a commencé. 
(2Fe(OH)3)

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Quel proportion du fer de l’océan est bio-disponible de nos jours ?

Seul le fer soluble ( Fe(+II) ). Il représente 0,1% du fer total

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Ou se trouve le fer non-disponible pour les organismes (99,9%) ?

précipité au fond et dans la croute terrestre
Dans les organismes
Sous forme ionique (FeCl, FeOH)

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Quelle stratégie utilisent certains organismes pour s’accaparer le fer ?

Il utilisent des chélateur qui se lient au fer. Il sont ensuite les seuls (ou presque) à pouvoir l’utiliser (80% du fer non précipité)

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Quels s ont les 2 origines des chélateurs organiques ? Donner des exemples

1- Décomposition de matière organique (a.a., A. humique, A. domoïque)
2- Produit par les organismes vivants (Sidérophores par les cyanobactéries)

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Ques-ce qu’un chélateur ?

Une substance qui se lie à une autre substance et la rend insoluble.

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Quelle est la concentration en fer des eaux côtières en fer (bcp/moyen/peu)? De quoi cette concentration dépend?

Beaucoup

Il est apporté par le lessivage

Quelle est la concentration en fer des eaux du large en fer (bcp/moyen/peu)?

Faible

Le fer est-il plus abondant en surface ou en profondeur ?

en profondeur, comme tout le reste.

Qu'es-ce qu'un Eddies ?

Une gyre riches en fer qui part de la côte vers le large. Elle peut persister des années.

Qu'est ce qui cause un Eddies ?

Une anomalie de la hauteur de l'océan (+20cm)

Quelles sont les sources de fer pour l'océan ?

1- Apports éoliens 2- Mélange et diffusion verticale 3- L'advection (Eddies)

Expliquer les grande lignes du recyclage du fer dans l'océan.

1- Le fer bio disponible est consommé par le phytoplancton 2- Le phytoplancton est mangé par le zooplancton 3- Le zooplancton produit des pelotes fécales qui coulent 4- Le phytoplancton meurt et coule 5- une partie du fer est recyclé, l'autre sédimente 6- Des bactéries sont responsable de sa reminéralisassions 7- Le fer dissout en profondeur et reminéralisé sont apportés à la surface par diffusion et upwellings

Qu'es-ce qui est responsable de HNLC ?

Limitation en fer

À quoi le fer est utile pour les organismes ?

- Composante de plusieurs enzymes: | Nitrate reductase, ferrodoxines...

Quel serais le bénéfice de le fertilisation en fer des eaux?

- Création d'un bloom dans une région ou le fer est limitant et pas le N ou le P. - Les organismes consomment le carbone (20 000C: 1Fe) - Les organismes meurent et coulent au fond en emportant le carbone (CO2)

Combien de temps prend le fer ajouté à la mer en grande quantité pour être consommé par les organismes ?

Autant de temps que tu prend à lire cette phrase, mais pas plus.

Le phytoplancton (diatomées) séquestre t'il le CO2 rapidement?

Oui il le séquestre, mais il y a un délais car c'est le CO2 dissout qui est utilisé. L'eau se rééquilibre ensuite lentement avec l'atmosphère.

La mort des organismes peut elle apporter le carbone au fond de l'eau ? Pourquoi ?

- Seulement 8% du carbone absorbé en surface atteint 120m - Le broutage par le zooplancton (respiration) et la minéralisation bactérienne (recyclage)empêche le carbone de couler. - Donc quand la biomasse maximale est atteinte il y a séquestration négligeable de carbone (équilibre respiration-photosynthèse)

Quelles sont les sources de fer créant des blooms naturel ?

- Éruptions volcaniques | - Apports importants de poussières du désert

Pourquoi la concentration de silice de l'océan antarctique est 20x supérieure à celle de l'océan subantarctique pour presque autant d'azote ?

Il y aurais un fertilisation en fer dans le subantarctique et pas dans celui arctique ?

À quoi le zinc est utile aux organismes ?

- Composante de l'anhydrase carbonique: | HCO3 -> CO2+ OH

À quoi le nickel est utile aux organismes ?

- Composant de l'uréase servant à cataboliser l'urée comme source d'azote

Qu'es-ce qui arrive au mercure dans l'océan ? - source - réaction chimques

- Source: déposition atmosphérique - Re-volatilisation rapide donc peu retrouvé dans l'eau - Converti en méthylmercure dans les eaux anoxiques - bioaccumulation et danger pour l'homme

À quoi le manganèse est utile aux organismes ?

- Essentiel à la photosynthèse | - non limitant

Quelle est l'origine du manganèse océanique ?

- Atmosphérique - Rivières (peu) - Source hydrothermales (peu)

Le manganèse est plus abondant à quelle profondeur ?

Plus abondant à la surface, contrairement aux métaux donc la source est le mélange de eaux.

Quel genre de vie se développe autour des source hydrothermales ?

- Archées - Vers tubicoles géants - Mollusques - Crustacés

ou retrouve-t-on les sources hydrothermales

En profondeur sur les dorsales océaniques

Comment se forment les sources hydrothermales ?

1- L'eau s'infiltre lentement dans les sédiments 2- Elle se réchauffe et récolte des minéraux en approchant du noyaux 3- Sa température augmente et elle remonte pour être expulsé

Quelle est la composition de l'eau qui s'infiltre et de celle qui resort par les cheminés ?

Infiltration: - 2 degrés - PH: 7,8 - Oxydante - SO4 - pauvre en minéraux Cheminé: - 350 degrés - PH:3.5 - Réductrice - H2S - Riche en Fe, Mn, Zn, Cu

Les sources hydrothermales sont elles importantes dans leur apports en minéraux aux grands cycles biogéochimiques ?

oui pour le Ca, le Mg et le SO4

Quels sont les 4 différents types de sources hydrothermales ? Sans description

1- Fumeurs noir 2- Fumeurs blancs 3- Émissions diffuses 4- Sources froides

Décrire les fumeurs noir. | emplacement et forme

- Sur les dorsales | - forment des cheminés

Décrire les fumeurs blancs. | composé rejeté et température

- Sulfate de calcium | - 200 à 300 degrés

Décrire les émissions diffuses. | forme et température

- Suintement dilué en surface | - 3 à 50 degrés

Décrire les sources froides. | similarité avec celles hydrothermales, emplacement

- Abrite des écosystèmes chimiosynthétiques similaires | - Sur les marges continentales

Les sources froides sont elles importantes dans les cycles biogéochimiques ?

Non, elles ont une contribution connue mineure.

Comment la vie se développe dans les sources hydrothermales sans lumières ?

- La source d'énergie primaire est le sulfure d'hydrogène (H2S) - Les organismes utilisent aussi l'O2 et le CO2 - Ils produisent ainsi des hydrates de carbone (CH2O)

Le H2S est-il la seule source d'énergie des sources hydrothermales ?

Non, des bactéries utilisent d'autres composés comme: CH4, H2, métaux réduits

combien de temps vie une source hydrothermale?

Environ 10 ans seulement

Une source hydrothermale dans des eaux anoxiques pourrait-elle abriter de la vie ?

Non, les réactions d'oxydation pour tirer de l'énergie des composés nécessitent l'oxygène comme accepteur de protons (H)