Isotope analysisIsotope analysis is the identification of isotopic signature, abundance of certain stable isotopes of chemical elements within organic and inorganic compounds. Isotopic analysis can be used to understand the flow of energy through a food web, to reconstruct past environmental and climatic conditions, to investigate human and animal diets, for food authentification, and a variety of other physical, geological, palaeontological and chemical processes.
Composition isotopiqueLa composition isotopique d'un échantillon indique les proportions des divers isotopes d'un élément chimique particulier (ou de plusieurs éléments) dans cet échantillon. Les noyaux de tous les atomes d'un même élément chimique comportent le même nombre de protons (ce nombre est aussi celui des électrons présents dans le cortège électronique qui enveloppe le noyau de l'atome neutre) mais peuvent comporter différents nombres de neutrons. Les atomes qui ne diffèrent que par le nombre de neutrons sont des isotopes d'un même élément chimique.
Roche carbonatéevignette|Répartition des sédiments marins dans l'Océan mondial (en jaune, sédiments carbonatés biogènes). Les roches carbonatées sont des roches sédimentaires résultant de la compaction de sédiments carbonatés et composés d'au moins 50 % de carbonates. Leur processus de formation dépend du taux de la concentration en ions Ca2+ et dans l'eau et de la quantité d'apport détritiques, mais aussi de la température (les roches carbonatées se forment essentiellement en zone intertropicale) et d'autres facteurs : élévation du pH (perte de de l'eau), de agitation hydrodynamique (ex.
Reference materials for stable isotope analysisIsotopic reference materials are compounds (solids, liquids, gasses) with well-defined isotopic compositions and are the ultimate sources of accuracy in mass spectrometric measurements of isotope ratios. Isotopic references are used because mass spectrometers are highly fractionating. As a result, the isotopic ratio that the instrument measures can be very different from that in the sample's measurement. Moreover, the degree of instrument fractionation changes during measurement, often on a timescale shorter than the measurement's duration, and can depend on the characteristics of the sample itself.
Stable isotope ratioThe term stable isotope has a meaning similar to stable nuclide, but is preferably used when speaking of nuclides of a specific element. Hence, the plural form stable isotopes usually refers to isotopes of the same element. The relative abundance of such stable isotopes can be measured experimentally (isotope analysis), yielding an isotope ratio that can be used as a research tool. Theoretically, such stable isotopes could include the radiogenic daughter products of radioactive decay, used in radiometric dating.
Traceur isotopiqueLes traceurs isotopiques sont utilisés en chimie, en hydrochimie, en géologie isotopique et en biochimie afin de mieux comprendre certaines réactions chimiques, interactions ou la cinétique environnementale de certains éléments. Les processus biologiques, physiques et chimiques induisent en effet une répartition différentielle des isotopes légers et lourds, comportement appelé fractionnement isotopique. Le traçage isotopique utilise cette propriété des traceurs isotopiques.
Carbonate de calciumLe carbonate de calcium (CaCO) est composé d'ions carbonate (CO) et d'ions calcium (Ca). Cette substance blanche a une masse molaire de 100,1 g/mol. Le carbonate de calcium est le composant majeur des calcaires comme la craie, mais également du marbre. C'est aussi le constituant principal des coquilles d'animaux marins, du corail et des escargots, ainsi que des coquilles d'œufs des amniotes (à l'exception bien sûr des mammifères thériens dont les œufs, internes, sont sans coquille). Ca + ⇌ .
Fractionnement isotopiqueUn fractionnement isotopique est une différence de comportement entre différents isotopes d'un même élément chimique lors d'un processus physique ou chimique donné, si bien que le ou les rapports isotopiques varient au cours du processus. C'est notamment le cas lors d'un changement d'état inabouti, d'une réaction chimique partielle ou d'un écoulement à travers un milieu poreux : le produit de la transformation partielle a une composition isotopique légèrement différente de celle du matériau de départ.
Carbonate de césiumLe carbonate de césium est un solide cristallin blanc de formule Cs2CO3, composé d'ions carbonate et d'ions césium. C'est une base polyvalente en synthèse organique car il est plus soluble dans les solvants organiques que les autres carbonates comme le carbonate de potassium. Comme les autres carbonates, il réagit avec les acides protiques comme l'acide chlorhydrique pour donner du dioxyde de carbone (CO2), de l'eau et un sel de césium comme suit, avec B, la base conjuguée de l'acide HB : Cs2CO3 + 2 HB → 2 CsB + H2O + CO2 Il peut ainsi être aussi utilisé pour produire d'autres sels de césium.
Isotopethumb|upright=1.2|Quelques isotopes de l'oxygène, de l'azote et du carbone. On appelle isotopes (d'un certain élément chimique) les nucléides partageant le même nombre de protons (caractéristique de cet élément), mais ayant un nombre de neutrons différent. Autrement dit, si l'on considère deux nucléides dont les nombres de protons sont Z et Z, et les nombres de neutrons N et N, ces nucléides sont dits isotopes si Z = Z et N ≠ N.
MonohydrocalciteMonohydrocalcite is a mineral that is a hydrous form of calcium carbonate, CaCO3·H2O. It was formerly also known by the name hydrocalcite, which is now discredited by the IMA. It is a trigonal mineral which is white when pure. Monohydrocalcite is not a common rock-forming mineral, but is frequently associated with other calcium and magnesium carbonate minerals, such as calcite, aragonite, lansfordite, and nesquehonite. Monohydrocalcite has been observed in air conditioning systems, and in moonmilk deposits in caves, both probably formed from spray of carbonate rich fluids.
Dilution isotopiqueLa technique d'analyse par dilution isotopique est une méthode quantitative de dosage d'éléments ou d'espèces dans un échantillon. Elle est applicable à tout élément ayant au moins deux isotopes, et utilisée lors d'analyses par spectrométrie de masse. Elle consiste, sous sa forme la plus simple, à ajouter à l'échantillon à analyser une quantité bien connue d'élément enrichi en l'isotope le plus rare de l'échantillon. Ce mélange « dilue » l'isotope du standard enrichi qui a été ajouté, d'où le nom de la méthode.
Carbonate de sodiumLe carbonate de sodium est un composé chimique de formule NaCO et correspondant à l'espèce minérale naturelle dénommée natrite. Il s'agit d'un sel de sodium de l'acide carbonique. Il représente un des grands produits polyvalents de la chimie moderne. Dans le langage courant, ce solide ionique, le plus souvent sous forme poudreuse, et ses solutions aqueuses sont dénommés communément respectivement cristaux de soude et soude, du nom ancien de cet alcali minéral, utilisé précocement dans l'industrie verrière antique.
Δ13CC (prononcé « delta treize C » ou plus souvent « delta C treize ») est une notation commode du rapport C/C des nombres d'atomes de carbone 13 et de carbone 12 dans un échantillon. C est très utilisé en géochimie, en paléoclimatologie et en paléocéanographie. C est la variation relative du rapport C/C entre une référence (un standard) et l'échantillon considéré, exprimée généralement en millièmes : C = Remarque : une expression telle que C = −25 est conforme à la définition ci-dessus, mais on trouve aussi écrit C = −25 ‰.
Carbonatevignette|Schéma du carbonate. vignette|Structure d'un ion carbonate. L'ion carbonate est l'ion polyatomique de formule chimique . En chimie, un carbonate est un sel associant cet anion à un ou plusieurs cations. En minéralogie, les carbonates sont des minéraux dont la composition chimique est celle d'un carbonate : aragonite et calcite , dolomite Sur Terre, à long terme, les carbonates jouent un rôle majeur dans le rétrocontrôle du climat et des gaz à effet de serre via le cycle du carbone.
Géochimie isotopiqueLa géologie isotopique est une branche de la géologie, apparentée à la géochimie, qui exploite l'étude des isotopes stables et radioactifs présents sur Terre pour en étudier la composition et les variations au cours des temps géologiques. À l'origine, la géologie isotopique a consisté à utiliser les connaissances concernant la radioactivité afin de dater des roches et des minéraux. Cette discipline, au carrefour de la géologie et de la physique nucléaire, s'est surtout illustrée par ses méthodes de datation absolue.
Silicium amorpheLe silicium amorphe, généralement abrégé a-Si, est la variété allotropique non cristallisée du silicium, c’est-à-dire dans lequel les atomes sont désordonnés et ne sont pas rangés de façon régulière définissant une structure cristalline. Le silicium amorphe peut être déposé en couches minces à basse température sur un grand nombre de substrats, permettant d'envisager une grande variété d'applications microélectroniques. Ce matériau semi-conducteur est couramment utilisé pour réaliser certains panneaux solaires photovoltaïques.
CalciteLa calcite est un minéral, pouvant être d'origine biochimique (biominéralisation), composé de carbonate naturel de calcium de formule CaCO3, avec des traces de certains métaux de transition, certains métaux alcalino-terreux et deux métaux post-transitionnels. L'abondance des cations autres que le calcium explique la richesse des variétés décrites pour ce minéral. Polymorphe de l’aragonite et de la vatérite, isostructurale avec la nitratine et l'otavite, la calcite forme une série continue avec la rhodochrosite.
Surface durcieEn sédimentologie des carbonates, une surface durcie (hardground en anglais) est un état particulier du sommet d'un banc carbonaté, lithifié durant un arrêt du dépôt de sédiments. Les surfaces durcies se forment en fond de mer et la lithification a lieu antérieurement au dépôt du banc sus-jacent. Elles correspondent souvent à des surfaces d’inondation (flooding surfaces en anglais) dans lesquelles se produit une halmyrolyse précoce de la boue crayeuse, liée à des courants de fond.
Chimie atmosphériqueLa chimie atmosphérique est une branche des sciences de l'atmosphère étudiant la chimie de l'atmosphère terrestre et des autres planètes. Il s'agit d'un champ de recherche pluridisciplinaire impliquant entre autres la chimie environnementale, la physique, la météorologie, la modélisation informatique, l'océanographie, la géologie et la volcanologie. Son champ de recherche est à l'heure actuelle de plus en plus rapproché à celui de la climatologie.
