Chimie de l`eau de mer

Avant propos
ET OUVRAGE est consacré essentiellement à la description physico-chimique
C du milieu eau de mer, à la chimie et à la géochimie du carbone, de l’oxy-
gène, de l’azote, du phosphore et du silicium, en interaction avec l’atmosphère,
les sédiments et la biosphère marine.
I1 comporte neuf chapitres. Les deux premiers traitent de notions générales sur
la structure de l’eau de mer et sa composition chimique, sur la salinité, son concept
et sa mesure, notamment
à partir de la conductivité électrique. Le troisième cha-
pitre pourrait figurer dans un cours de physique marine
: il applique les lois de la
thermodynamique au fluide
<< eau de mer », défini par les variables d’état : tem-
pérature, salinité et pression. Mais certaines propriétés physiques des eaux de mer,
en particulier leur masse volumique, sont si fondamentales que même un chimiste
pur ne peut les ignorer. Le quatrième chapitre expose le problème des équilibres chi-
miques dans des solutions de concentration et de complexité croissante, jusqu’à la
solution ionique complexe
<< eau de mer >). Le cinquième traite des gaz dits inertes
en solution dans l’eau de mer
: l’examen des propriétés physiques de ces gaz per-
met notamment d’expliquer leur solubilité en milieu aqueux, mais aussi le com-
portement de ces gaz dans le cadre d’un échange permanent entre l’océan et l’at-
mosphère. Le sixième expose en détail l’équilibre thermodynamique du système
gaz carbonique-ion bicarbonate-ion carbonate et les relations entre le carbone
inorganique dissous, le dioxyde de carbone atmosphérique, le carbone des sédi-
ments calcaires et le carbone incorporé dans la biosphère marine. Le chapitre
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est un rappel sur les réactions d’oxydoréduction. Ce sont des notions très clas-
siques mais nous avons jugé utile de les traiter car elles n’ont pas toujours été bien
assimilées. D’autre part, la non-réversibilité de beaucoup de systèmes oxydo-
réducteurs du milieu naturel incite
à quelque prudence quant aux prédictions que

CHIMIE DE L’EAU DE MER
l’on peut faire sur la progression des réactions. Le chapitre 8 est consacré à I’oxy-
gène dissous, élément de choix de la chimie marine, mais aussi traceur non conser-
vatif des masses d’eau. C’est, après
la salinité et la température, le paramètre océa-
nographique le mieux documenté. De plus, il est considéré, tant pour les eaux
continentales que marines, comme un paramètre écologique de première impor-
tance. Tout ce qui a été dit au chapitre
6 sur le comportement physique des gaz
est applicable
à l’oxygène ; c’est pourquoi, ce chapitre 8 a trait au comportement
non conservatif de ce gaz. Enfin, le chapitre
9 étudie les éléments nutritifs, c’est-à-
dire essentiellement i’azote, le phosphore et le silicium. On
y examine les formes chi-
miques sous lesquelles ces éléments sont présents dans l’eau de mer, leur abon-
dance, leurs interactions avec la biosphère marine, les équilibres et les
transformations par médiation bactérienne entre les différentes formes.
Cet ouvrage correspond
à un cours de chimie marine donné à des étudiants de
fin de maîtrise, désireux d’acquérir des connaissances générales en océanographie.
Mais nous avons aussi voulu faire un ouvrage utile
à des étudiants plus avancés
dans ce domaine, voire
à des chercheurs. Nous traitons dans le détail certains
points, par exemple la fugacité des gaz, problème qui est susceptible d’intéresser un
chercheur étudiant la pénétration du dioxyde de carbone dans l’océan, mais qu’on
a avantage
à éluder pour un exposé de base. De même, le problème des associations
entre les ions majeurs de l’eau de mer et ses conséquences pratiques sur les équilibres
entre espèces mineures peut être ignoré dans un
cours d’initiation. Enfin, nous
avons incorporé dans le texte, notamment
sous forme de tableaux, certains algo-
rithmes de calculs d’un emploi courant en océanographie. L‘utilisateur les trou-
vera sous
une forme plus méthodique et plus digeste pour un micro-ordinateur
que dans les publications originales. En parcourant le texte s’y rapportant, il pourra
satisfaire sa curiosité sur l’origine de ces équations semi-empiriques.
G. COPIN-MONTÉGUT