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LES RADIOLAIRES
 
 

Dissolution des tests

Après la mort de l'individu, un test est sujet à dissolution pendant sa chute, lors de son exposition à l'interface eau de mer-sédiment et finalement dans le sédiment.
La susceptibilité à la dissolution est fonction de la taille des particules, de la température et de la pression, du  vernis protecteur, qu'il soit organique ou non, des ions adsorbés, et du degré de l'ordre cristallographique. Ainsi les organismes siliceux peuvent-ils être classés en fonction de leur susceptibilité croissante à la dissolution: spicules d'éponge, Radiolaires, Silicoflagellés et enfin Diatomées.

On sait que dans les zones de productivité moyenne, 1/3 à 1/2 de la production primaire atteint le sédiment, alors que dans les zones de haute productivité 2/3 de la silice biogène touchent le fond. La silice biogène ne se dépose de façon significative que pendant les maximums de productivité (Qiu et al., 1993). A l'interface eau-sédiment la dissolution est environ 3 fois plus importante que dans le sédiment. Globalement moins de l % de la silice fixée par les organismes planctoniques en surface est conservé dans l'enregistrement géologique.

Dissolution dans la colonne d'eau

Le temps moyen de résidence d'un test de Radiolaire mort dans la zone de productivité biologique (les 200 m supérieurs de la colonne d'eau) est de 2 semaines à 1 mois et demi (TAKAHASHI, 1983). Selon TAKAHASHI (1981), la durée de chute d'un test libre durerait de 2 semaines à 14 mois dans une colonne d'eau d'environ 5000 m. La dissolution complète d'un test intervient entre quelques heures et quelque jours (VINOGADOV & TSITLIN, 1983).
Le taux de dissolution de la silice est superieur dans les eaux de surface  dans les 500 à 1000 premiers mètres - et n'augmente pas avec la profondeur (TAKAHASHI, 1983) contrairement à ce qui est connu pour les carbonates. Il n'y a pas de profondeur de compensation de la silice. Ces données montrent clairement que les chances pour un test d'atteindre le fond sont faibles mais ne diminuent pas avec la profondeur.
 


Courbe de dissolution de la silice biogénique dans l'eau en fonction de la profondeur (d'après Hurd, 1972).

L'ultrastructure de la coque est constituée de granules (LAWSON et al., 1978). Leur distribution et leur densité dans la masse du test influencent profondément la porosité du squelette, donc sa résistance à la dissolution et ses diverses transformations diagénétiques. Les caractéristiques chimiques et physiques des coques varient selon les taxons (KING, 1977). La dissolution a donc un effet sélectif selon les espèces de Radiolaires (SWANBERG & BJ0RKLUND, 1992).
Lors de la dissolution les squelettes les plus délicats sont évidemment dissous les premiers. On sait en outre que les dernières couches de silice à s'être déposées sont les premières dissoutes (BJ0RKLUND & GOLL, 1986). Lors de la dissolution le nombre de Nassellaires décroît par rapport à celui des Spumellaires (TAKAHASHI, 1981, p. 66).

Lors de leur chute, les organismes siliceux (Radiolaires et Diatomées) sont protégés de la dissolution s'ils sont englobés dans des pelotes fécales ou des aggrégats organiques (SCHRADER, 1971; CASEY et al., 1979; TAKAHASHI, 1981). Cette observation est d'importance car, au moins dans certains bassins, la part la plus importante de la sédimentation se fait de cette façon (ex. bassin de Santa Barbara: DUNBAR & BERGER, 1981; Bermudes: ASPER et al., 1992). Selon BARRETT (1982) la vitesse de descente d'un test libre de taille moyenne (50 à 250 µm) s'échelonne entre 15 et 850 m par jour dans un liquide comprenant 20 % d'argiles en suspension. Selon TAKAHASHI (1981, p. 120) cette valeur varierait d'une dizaine à environ 400 m/jour et selon VINOGRADOV & TSITLIN (1983) la vitesse de sédimentation d'un test libre est de l'ordre de 100 m/jour alors qu'elle atteint 1 000 m/jour pour une pelote fécale.

Dissolution dans le sédiment

CAULET (1977, 1978) a, le premier, montré que la disparition progressive de dépôts biosiliceux dans les sédiments, en profondeur, n'était pas régulière et était davantage redevable aux fluctuations de la bioproductivité qu'à la dissolution. Quand la productivité est élevée les premiers organismes dissous enrichissent l'eau en silice qui devient alors moins agressive pour les formes qui se sédimentent ensuite. Si une partie des squelettes est dissoute elle permet donc à l'autre partie de bien se conserver. Qui plus est, la productivité étant importante l'enfouissement est rapide et les tests sont soumis moins longtemps à la dissolution des eaux de l'interface. Ce phénomène explique que les fossiles siliceux soient généralement mieux préservés sous les zones de haute productivité et il explique aussi l'exagération des variations de quantité entre formes vivantes et formes présentes dans le sédiment superficiel (RENZ, 1976).

Les autres facteurs contrôlant les processus de dissolution sont encore assez peu connus, mais les degrés de saturation à l'interface eau-sédiment et dans les eaux interstitielles sont des facteurs de première importance. La dissolution des tests se produit surtout à l'interface eau sédiment, ou dans les quelques centimètres de la tranche supérieure du sédiment. D'après FROHLICH (1979) les eaux interstitielles peuvent être considérées comme un milieu fermé, ce qui implique que la silice des tests soit en équilibre avec les eaux interstitielles. Les fossiles siliceux sont évidemment mieux conservés quand il y a une source de silice, quelle qu'elle soit. Au contraire, quand la silice biogénique dissoute est pompée par des argiles héritées ou des minéraux silicatés authigènes (smectites, talc, sépiolites,...) les tests sont mal conservés. Des Radiolaires existent néanmoins dans des sédiments dont les eaux interstitielles sont fortement sous saturées en silice; des effets tampons ou des complexions avec des cations (tels Mg, Al,...) sont alors évoqués .
Quand les fossiles siliceux sont mélangés à des verres volcaniques, ils sont les premiers dissous (HEATH, 1974). Les verres volcaniques n'aident donc pas la préservation des Radiolaires contrairement à ce qui fut longtemps admis.

En général la conservation des Radiolaires est meilleure dans les roches à forte composante argileuse, par exemple dans les calcaires argileux fins du Lias de Turquie (DE WEVER, 1981a et b, 1982a et b) ou dans les jaspes ternes (par opposition aux jaspes vitreux, plus riches en silice, plus largement cristallisés) des séries radiolaritiques. Les deux faces des tests (interne et externe) aussi bien que les épines sont alors tapissées d'une pellicule d'argile visible sous forme de liséré en lame mince, et même parfois à la loupe sur le terrain. Les raisons d'un meilleur état de conservation en présence d'argile sont triples :
1) le réseau d'argiles constitue un film protecteur autour du test et un moule pour les fins détails durant les recristallisations;
2) les argiles inhibent indirectement les transformations d'opale-A en opale-CT pendant la diagenèse précoce et ultérieurement lors des transformations en quartz (KASTNER et al., 1984) ;
3) la présence d'argiles implique une diminution de la perméabilité du sédiment et par conséquent du taux de diffusion à l'intérieur du sédiment. La cinétique des transformations étant ralentie, les nouveaux cristaux épousent mieux la forme originale et acquièrent une meilleure cristallinité; ils sont alors plus stables et par conséquent moins sujets à dissolution (KEENE, 1976).
 

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