L'étude de la composition chimique de l'eau de mer, des sédiments marins et des interactions entre océan, atmosphère, biosphère et lithosphère qui contrôlent la distribution, la spéciation et la transformation des éléments et composés chimiques en milieu marin.

Principe

Les distributions chimiques marines résultent de l'équilibre entre sources et puits (apports fluviaux, altération, flux hydrothermaux, dépôt atmosphérique), des transformations biogéochimiques (assimilation biologique, reminéralisation, réactions redox) et du transport physique et du mélange ; la forme chimique et la réactivité sont gouvernées par le pH, le potentiel redox et la complexation.

Démonstration

La cartographie des concentrations de nitrate et de phosphate dans une zone d'apport montre un appauvrissement en surface par prélèvement biologique, des eaux subsuperficielles riches en nutriments et un export via la pompe biologique qui augmente le dépôt de carbone organique particulaire dans les sédiments.

Mauvaise application

Supposer que la composition de l'eau de mer en haute mer est homogène et négliger ainsi les échanges avec les sédiments et les côtes, ou ignorer des événements transitoires comme tempêtes, efflorescences ou apports hydrothermaux épisodiques qui créent de forts gradients chimiques locaux.

Conséquence

Une bonne analyse géochimique marine informe les modèles de cycle des nutriments, les estimations de séquestration de carbone, le devenir et la biodisponibilité des contaminants, les trajectoires d'acidification des océans et la reconstitution des conditions océaniques passées à partir de proxys.

Inversion

Si l'activité biologique faisait défaut, les distributions chimiques marines seraient dominées par le mélange conservatif et les équilibres thermodynamiques ; inversement, une biologie hyperactive peut localement découpler les concentrations chimiques des hypothèses de mélange physique.

Limite

Couvre les processus et réservoirs en milieux marins salins, des zones côtières à l'océan profond et aux sédiments associés ; exclut la géochimie strictement dulcicole des lacs sauf pour les systèmes estuariens ou de transition où se produit un mélange.

Tension sémantique

Recoupe et rivalise parfois conceptuellement avec l'océanographie chimique (axée sur la chimie et la circulation de la colonne d'eau) et la biogéochimie marine (axée sur les transformations biologiques) ; la tension porte sur l'accent mis sur les contrôles biologiques versus physiques.

Synthèse

La géochimie marine intègre sources, puits, transformations biogéochimiques et transport physique pour expliquer l'état chimique et l'évolution des eaux océaniques et des sédiments ; son pouvoir prédictif dépend de la résolution des interactions entre échelles et compartiments.