Un métal trace dont la spéciation chimique, la solubilité et la répartition entre phases dissoutes et solides varient fortement avec les conditions rédox (potentiel d'oxydoréduction) dans la colonne d'eau ou les sédiments (exemples : Mn, Fe, U, Mo, V, Cu, Cd).

Principe

Les réactions rédox modifient l'état d'oxydation des métaux de transition et traces, changeant leur solubilité, leur complexation et leur adsorption ; la séquence des accepteurs d'électrons locale et le Eh/pH déterminent si un métal est mobile, précipité ou adsorbé.

Démonstration

Dans un bassin stratifié, le molybdate dissous est conservé en conditions oxiques mais est piégé en phases authigéniques dans les sédiments sulfidés lorsqu'une euxinie s'installe ; de même, les oxydes de Mn s'accumulent en couche oxique et se dissolvent rapidement si les sédiments deviennent anoxiques.

Mauvaise application

Interpréter une seule concentration métallique comme un indicateur absolu de l'oxygénation passée sans tenir compte de la redistribution diagenétique, de la disponibilité des ligands, du taux de sédimentation ou des flux d'apport.

Conséquence

Employés correctement, ces métaux servent de proxys des paysages rédox passés et présents, permettent de cartographier les redoxclines et d'estimer le cycle et l'enfouissement des métaux dans les systèmes marins.

Inversion

Un métal dont la concentration est principalement contrôlée par des processus non rédox (par exemple une assimilation biologique exclusive ou un mélange conservatif) plutôt que par un changement d'état d'oxydation.

Limite

Se réfère spécifiquement aux métaux traces (oligo-éléments) dont la spéciation varie avec le rédox ; exclut les bilans rédox d'éléments majeurs décrits uniquement par le fer ou le soufre et exclut les métaux dont le comportement est dominé exclusivement par la complexation ligande ou l'agrégation particulaire indépendamment du rédox.

Tension sémantique

Tension entre qualifier un métal de « sensible au rédox » parce que son état de valence change et parce que sa concentration varie via adsorption/désorption ou piégeage minéral ; opérationnellement les deux sont regroupés mais impliquent des mécanismes différents.

Synthèse

Les métaux traces sensibles au rédox sont des éléments mineurs dont la chimie dépendante de l'état d'oxydation en fait des indicateurs des conditions rédox : leur distribution dissoute vs solide, leur mobilité et leur enrichissement authigénique reflètent l'emplacement des réactions accepteur d'électrons et des frontières rédox en milieu marin.