Un proxy fondé sur le rapport isotopique du lithium (généralement δ7Li) mesuré dans des archives marines (carbonates, phases authigéniques, foraminifères) ou dans des échantillons fluviaux et marins, utilisé pour déduire des changements de régimes d'altération des silicates, d'interaction eau‑roche et du cycle du lithium à grande échelle lié à l'altération continentale et à la chimie océanique.

Principe

Les isotopes du lithium se fractionnent lors des interactions minéral‑eau ; la formation de minéraux secondaires (p. ex. argiles) incorpore préférentiellement les isotopes légers du Li, modifiant la composition isotopique du lithium dissous exporté vers l'océan. Le δ7Li enregistré dans l'eau de mer ou les archives reflète donc l'équilibre entre altération congruente, formation de minéraux secondaires et apports.

Démonstration

Des analyses de δ7Li dans des séquences carbonatées planctoniques couvrant un épisode de réchauffement montrent une évolution vers des valeurs plus lourdes compatible avec une altération plus incongruente et une formation accrue de minéraux secondaires sur les terres, interprétée à partir de données fluviales δ7Li couplées à des modèles d'altération.

Mauvaise application

Interpréter des variations locales de δ7Li dans des sédiments comme des signaux mondiaux directs d'altération sans tenir compte des apports locaux, du recouvrement diagenétique ou des changements de routage fluvial peut conduire à des inférences globales erronées.

Conséquence

Associés à des modèles de bilan et à d'autres proxies, les isotopes du lithium contraignent l'intensité passée de l'altération chimique, la proportion d'altération congruente versus incongruente, et donc les rétroactions sur le cycle du carbone à long terme.

Inversion

En inversant l'interprétation, on peut utiliser des estimations indépendantes d'altération pour prédire le δ7Li attendu dans l'eau de mer ou les sédiments et ainsi identifier une altération diagenétique ou des sources locales inhabituelles plutôt que d'inférer l'altération à partir du δ7Li seul.

Limite

Utile sur des échelles temporelles où les archives conservent fidèlement le δ7Li marin ou fluvial ; limité par la diagénèse, l'incorporation dans des argiles authigéniques et des temps de résidence variables ; ce n'est pas un proxy direct de paléotempérature et doit être contextualisé.

Tension sémantique

La tension provient du fait qu'on peut interpréter δ7Li comme un indicateur de processus d'altération chimique ou comme un traceur de provenance géologique ou d'érosion physique ; résoudre cela exige des approches multi‑proxy et des modèles de processus.

Synthèse

Le proxy isotopique du lithium relie le fractionnement isotopique durant les interactions minéral‑fluide à l'altération continentale et à la composition du lithium océanique, permettant de reconstituer les régimes d'altération passés et leur rôle dans le cycle du carbone planétaire lorsqu'il est intégré à des données et modèles complémentaires.