The Mesozoic oceanic silica cycle - insights from silicon and oxygen isotopes of radiolarian silica measured in situ by SIMS (secondary ion mass spectrometry) in radiolarites.

Les radiolaires, formant les radiolarites, furent les principaux exportateurs de silice dans les oceans du Mesozoique. Ils ont donc eu un role important dans le Passe et plus particulierement dans le cycle oceanique de la silice. Pendant le Cenozoique, ils furent surplante par les diatomees qui sont les organismes siliceux dominants depuis lors. Des etudes precedentes ont revele que les diatomees exportent preferentiellement le 28Si leger sur le 30Si. Ce comportement est similaire a l'extraction preferentiel de 12C par les organismes photosynthetiques. Le 30Si est donc potentiellement un proxy de paleoproductivite et plus particulierement de la paleoproductivite siliceuse. Le o30Si des squelettes de diatomees semble effectivement enregistrer leur productivite et nous voulions verifier que c'etait aussi le cas pour les radiolaires du Mesozoique. Dans ce but, nous avons verifie la faisabilite des mesures in situ du o30Si et du S180 par SIMS ainsi que la pertinence de ces mesures. Comme les radiolarites sont produites par des processus diagenetique de dissolution-reprecipitassions, nous avons d'abord etudier le OlsO. Nous avons decouvert que le o180 mesure dans les radiolarites preservait une composante environnementale. Cette preservation est importante parce qu'elle indique que les signatures isotopiques n'ont pas ete effacees par des fluides hydrothermaux. Ensuite, nous avons etudie la preservation du o30Si dans les radiolarites. Des convergences ont ete observe entre le 830Si de plusieurs sections suggerant que les variations du 830Si sont plutot globales et non locales. Nous avons compare nos resultats o30Si avec des courbes de references isotopiques (o180, 513C et 87Sr/86Sr) et avec des estimations des taux d'enfouissement de la silice pour determiner les causes de ces variations. Ces comparaisons ont confirme que la silice oceanique etait en equilibre dans les oceans du Mesozoique. Nous avons observe des faibles o30Si associes avec des taux d'extractions eleves et des 87Sr/86Sr eleves. Ceci peut etre explique par l'addition de silice fraiches par les rivieres (faible o30Si et 87Sr/86Sr eleves). Ces apports de silices par les rivieres dependent du climat mais aussi des roches exposees a l'alteration. Sur une section, nous avons observe des covariations du o30Si et des elements traces supportant que les faibles 530Si sont associes avec des hautes paleoproductivites marines. Ceci est coherent avec une augmentation de la productivite proportionnellement aux les nutriments apportes par les rivieres. Durant notre recherche, nous avons aussi note que, lorsque la productivite des radiolaires chute de maniere non proportionnelle a l'apport des rivieres, le o30Si chute a cause d'une extraction de silice plus faible. -- Radiolarians, forming radiolarites, were the main silicon exportera in the Mesozoic oceans, Hence, they played an important role in the past and especially in the oceanic silicon cycle. During the Cainozoic, they were supplanted by diatoms who dominant siliceous organisms since then. Previous studies have revealed that diatoms extract preferentially light 28Si over 30Si. This behaviour is similar to the preferential 12C extraction by photosynthetic organisms. The o30Si is thus a potential proxy of paleoproductivity and especially of the siliceous paleoproductivity. The o30Si-composition of the diatom skeletons seems effectively to record their productivity and we wanted to check if this was also the case for past Mesozoic radiolarians. For this purpose, we have checked the feasibility to measured in situ o30Si and ol80 in radiolarites by S1MS and then the relevance of these measurements. As radiolarites are produced by diagenetic dissolution-precipitation processes, we firstly investigated the 8180. We deciphered that the o180 measured in radiolarites preserved an environmental component. This preservation is important because it indicates that the isotopic signatures were not overprinted by hydrothermal fluids. Then, we investigated the preservation of the 830Si in radiolarites. Convergent o30Si-results were observed through different sections indicating o30Si-variations are rather global than local. We compared our S30Si with reference isotopic curves (8180, O13C and 87Sr/86Sr) and with estimations of silicon burial rates to determine the causes of these variations. These comparisons have confirmed that the oceanic silicon was in steady state in Mesozoic ocean. We observed low o30Si associated with high silicon burial rate and high 87Sr/86Sr. This can be explained by fresh silicon supplied by rivers (low §30Si and high 87Sr/86Sr). The riverine silicon inputs depend on climate but also on rocks exposed to weathering. On a section, we observed covariations between o30Si and trace elements supporting that low o30Si are associated with high marine paleoproductivity. This is coherent with a scaling of productivity with nutrient supplied by rivers. During our studies, we also noticed that when the radiolarian productivity drops without scaling with river supply, the o30Si drops due to lower silicon extraction.