Conductimétrie et chimie de la glace a D 57 ( Terre Adèlie) - Application à la recherche du paléovolcanisme.
Résumé
The objective was to establish a chronology of volcanic eruptions
recorded in the Antarctic ice sheet over the last 500 years, with a
200 meter deep core from D 57 (Terre Adélie). For this purpose, electrical
conductivity measurements were made in the field along the ice cores, since
high levels of solid conductivity may be due to sulfuric acid inputs of
volcanic origin.
The reproductibility of conductivity signals was first tested,
2 followed by chemical measurements of proton (H+), sulfate (50 4- ) and
nitrate (N03 -) content in meltwater samples. _
The numerous results of our chemical analyses show that sulfuric
acid content is not the only parameter which can explain the high levels of
conductivity in fact, the influence of the nature of the acid is demonstra
ted for the first time, in particular the important part played by nitric
acid. To explain this phenomenon, certain assumptions are required concerning
the physico-chemical state of impurities and their localization in ice.
In addition, our analyses give certain information concerning the
chemistry of the D 57 station: for example, they show that nitrates are
principally in acid form and that their concentrations are higher (by 1 to
2 ~Eq /l) than in stations located in central Antarctica.
In attempting to apply our electrical conductivity method to the
search for volcanic eruptions, many necessary conditions were deduced:
- an applied voltage higher than 1000 volts must be used, to
ensure the mobility of all the charge carriers.
- conductivity measurements must be carried out in continuous
sequences at a station where nitrate concentrations are low and where
the absolute dating is accurately known.
- moreover, the necessity of having a complete chronology of
volcanic eruptions over time periods covered by the ice core is demonstrated.
Finally,ice conductivity appears to be useful in detecting parts of special interest where fuller chemical analyses can subsequently be carried out.
Les nombreux résultats de nos analyses chimiques ont montré que
la teneur en acide sulfurique n'était pas le seul paramètre à prendre en
compte pour interpréter les pics de conductivité électrique: nous avons
en effet mis en évidence pour la première fois l'influence de la nature de
l'acide, en particulier le rôle important de l'acide nitrique. Pour tenter
d'interpréter ce phénomène, nous avons été amenés à émettre certaines hypothèses
sur l'état physico-chimique des impuretés et leur localisation dans
la glace.
Les analyses ont en outre fourni de nombreuses données pour la
chimie du site D 57 : entre autre , elles ont montré que les nitrates étaient
sous forme acide et que leurs concentrations étaient plus élevées (1 à 2 ~Eq / l
supérieures) qu'en des stations situées en Antarctique central.
Afin d'appliquer notre méthode conductimétrique à la recherche des
éruptions volcaniques, nous avons déduit de notre étude plusieurs conditions
fondamentales :
_ nous devons utiliser une tension supérieure à 1000 volts
pour assurer la mise en mouvement de tous les porteurs de charge contenus
dans la glace
_ il faut effectuer des mesures conductimétriques en continu
en un site où les teneurs en nitrate sont faibles et où on dispose d'une
datation précise
_ en outre, nous avons montré la nécessité d'avoir une chronologie
des éruptions volcaniques la plus complète possible sur les périodes
de temps couvertes par le carottage.
Il apparait finalement que la conductivité de la glace permet de
détecter les se-quences l.n té re ssantes qUl' feront l 'obJ'et d'une analyse
chimique plus complète.