The large-scale evolution of neodymium isotopic composition in the global modern and Holocene ocean revealed from seawater and archive data
Tachikawa Kazuyo
(1)
,
Thomas Arsouze
(2, 3)
,
Germain Bayon
(4)
,
Aloys Bory
(5)
,
Christophe Colin
(6)
,
Jean-Claude Dutay
(7, 8)
,
Norbert Frank
(9)
,
Xavier Giraud
(1)
,
Alexandra T. Gourlan
(10)
,
Catherine Jeandel
(11)
,
F. Lacan
(12)
,
Laure Meynadier
(13)
,
Paolo Montagna
(14)
,
Alexander M. Piotrowski
(15)
,
Yves Plancherel
(16)
,
Emmanuelle Pucéat
(15)
,
Matthieu Roy-Barman
(7, 17)
,
Claire Waelbroeck
(7, 18)
1
CEREGE -
Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
2 LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)
3 UME - Unité de Mécanique
4 GM - Unité Géosciences Marines
5 LOG - Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
6 GEOPS - Géosciences Paris Sud
7 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
8 CLIM - Modélisation du climat
9 IUP - Institute of Environmental Physics [Heidelberg]
10 ISTerre - Institut des Sciences de la Terre
11 LEGOS - Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales
12 GEOMAR LEGOS
13 IPGP - Institut de Physique du Globe de Paris
14 ISMAR - Istituto di Science Marine
15 BGS - Biogéosciences [UMR 6282]
16 University of Oxford
17 GEDI - Géochimie Des Impacts
18 PALEOCEAN - Paléocéanographie
2 LMD - Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)
3 UME - Unité de Mécanique
4 GM - Unité Géosciences Marines
5 LOG - Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
6 GEOPS - Géosciences Paris Sud
7 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
8 CLIM - Modélisation du climat
9 IUP - Institute of Environmental Physics [Heidelberg]
10 ISTerre - Institut des Sciences de la Terre
11 LEGOS - Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales
12 GEOMAR LEGOS
13 IPGP - Institut de Physique du Globe de Paris
14 ISMAR - Istituto di Science Marine
15 BGS - Biogéosciences [UMR 6282]
16 University of Oxford
17 GEDI - Géochimie Des Impacts
18 PALEOCEAN - Paléocéanographie
Tachikawa Kazuyo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 17066
- IdHAL : kazuyo-tachikawa
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Thomas Arsouze
- Fonction : Auteur
- PersonId : 3667
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Germain Bayon
- Fonction : Auteur
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Aloys Bory
- Fonction : Auteur
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Christophe Colin
- Fonction : Auteur
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Xavier Giraud
- Fonction : Auteur
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Catherine Jeandel
- Fonction : Auteur
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F. Lacan
- Fonction : Auteur
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Matthieu Roy-Barman
- Fonction : Auteur
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Claire Waelbroeck
- Fonction : Auteur
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Résumé
Neodymium isotopic compositions (143Nd/144Nd or εNd) have been used as a tracer of water masses and lithogenic inputs to the ocean. To further evaluate the faithfulness of this tracer, we have updated a global seawater εNd database and combined it with hydrography parameters (temperature, salinity, nutrients and oxygen concentrations), carbon isotopic ratio and radiocarbon of dissolved inorganic carbon. Archive εNd data are also compiled for leachates, foraminiferal tests, deep-sea corals and fish teeth/debris from the Holocene period (< 10,000 years).
At water depths ≥ 1500 m, property-property plots show clear correlations between seawater εNd and the other variables, suggesting that large-scale water mass mixing is a primary control of deepwater εNd distribution. At ≥ 200 m, basin-scale seawater T-S-εNd diagrams demonstrate the isotopic evolution of different water masses. Seawater and archive εNd values are compared using property-property plots and T-S-εNd diagrams. Archive values generally agree with corresponding seawater values although they tend to be at the upper limit in the Pacific. Both positive and negative offsets exist in the northern North Atlantic. Applying multiple regression analysis to deep (≥ 1500 m) seawater data, we established empirical equations that predict the main, large-scale, deepwater εNd trends from hydrography parameters. Large offsets from the predicted values are interpreted as a sign of significant local/regional influence. Dominant continental influence on seawater and archive εNd is observed mainly within 1000 km from the continents. Generally, seawater and archive εNd values form gradual latitudinal trend in the Atlantic and Pacific at depths ≥ 600 m, consistent with the idea that Nd isotopes help distinguish between northern/southern sourced water contributions at intermediate and deep water depths.
Format du dépôt | Fichier |
---|---|
Type de dépôt | Article dans une revue |
Résumé |
en
Neodymium isotopic compositions (143Nd/144Nd or εNd) have been used as a tracer of water masses and lithogenic inputs to the ocean. To further evaluate the faithfulness of this tracer, we have updated a global seawater εNd database and combined it with hydrography parameters (temperature, salinity, nutrients and oxygen concentrations), carbon isotopic ratio and radiocarbon of dissolved inorganic carbon. Archive εNd data are also compiled for leachates, foraminiferal tests, deep-sea corals and fish teeth/debris from the Holocene period (< 10,000 years).
At water depths ≥ 1500 m, property-property plots show clear correlations between seawater εNd and the other variables, suggesting that large-scale water mass mixing is a primary control of deepwater εNd distribution. At ≥ 200 m, basin-scale seawater T-S-εNd diagrams demonstrate the isotopic evolution of different water masses. Seawater and archive εNd values are compared using property-property plots and T-S-εNd diagrams. Archive values generally agree with corresponding seawater values although they tend to be at the upper limit in the Pacific. Both positive and negative offsets exist in the northern North Atlantic. Applying multiple regression analysis to deep (≥ 1500 m) seawater data, we established empirical equations that predict the main, large-scale, deepwater εNd trends from hydrography parameters. Large offsets from the predicted values are interpreted as a sign of significant local/regional influence. Dominant continental influence on seawater and archive εNd is observed mainly within 1000 km from the continents. Generally, seawater and archive εNd values form gradual latitudinal trend in the Atlantic and Pacific at depths ≥ 600 m, consistent with the idea that Nd isotopes help distinguish between northern/southern sourced water contributions at intermediate and deep water depths.
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Titre |
en
The large-scale evolution of neodymium isotopic composition in the global modern and Holocene ocean revealed from seawater and archive data
|
Auteur(s) |
Tachikawa Kazuyo
1
, Thomas Arsouze
2, 3
, Germain Bayon
4
, Aloys Bory
5
, Christophe Colin
6
, Jean-Claude Dutay
7, 8
, Norbert Frank
9
, Xavier Giraud
1
, Alexandra T. Gourlan
10
, Catherine Jeandel
11
, F. Lacan
12
, Laure Meynadier
13
, Paolo Montagna
14
, Alexander M. Piotrowski
15
, Yves Plancherel
16
, Emmanuelle Pucéat
15
, Matthieu Roy-Barman
7, 17
, Claire Waelbroeck
7, 18
1
CEREGE -
Centre Européen de Recherche et d'Enseignement des Géosciences de l'Environnement
( 199954 )
- Europôle Méditerranéen de l'Arbois - Avenue Louis Philibert - BP 80 - 13545 Aix-en-Provence cedex 4
- France
2
LMD -
Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539)
( 143 )
- LMD ENS 24 Rue Lhomond 75231 Paris Cedex 05
- France
3
UME -
Unité de Mécanique
( 135261 )
- 828, boulevard des Maréchaux 91762 Palaiseau Cedex
- France
4
GM -
Unité Géosciences Marines
( 154910 )
- Centre Ifremer de Bretagne - ZI de la Pointe du Diable - CS 10070 - 29280 Plouzané
- France
5
LOG -
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187
( 55705 )
- 28 avenue Foch - BP 80 - 62930 Wimereux
- France
6
GEOPS -
Géosciences Paris Sud
( 265597 )
- Université Paris Sud, bâts. 504 & 510, 91405 ORSAY Cedex
- France
7
LSCE -
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
( 518 )
- Bât. 12,
avenue de la Terrasse,
F-91198 GIF-SUR-YVETTE CEDEX
- France
8
CLIM -
Modélisation du climat
( 1007954 )
- LSCE. CEA Paris-Saclay. Orme des merisiers. 91190 Saint-Aubin.
- France
9
IUP -
Institute of Environmental Physics [Heidelberg]
( 457988 )
- Im Neuenheimer Feld 229 , D-69120 Heidelberg
- Allemagne
10
ISTerre -
Institut des Sciences de la Terre
( 1042230 )
- ISTerre, OSUG-C (Maison des Géosciences), 1381, rue de la Piscine, 38610 GIERES
ISTerre, Université Savoie Mont Blanc, Campus Scientifique, 73376 Le Bourget-du-Lac Cedex
- France
11
LEGOS -
Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales
( 733 )
- 14 avenue Edouard Belin 31400 Toulouse
- France
12
GEOMAR LEGOS
( 492803 )
- Laboratoire LEGOS - Toulouse
- France
13
IPGP -
Institut de Physique du Globe de Paris
( 1852 )
- IPGP, 1 rue Jussieu, 75238 Paris cedex 05 ; Université Paris Diderot, Bât. Lamarck A case postale 7011, 75205 Paris CEDEX 13
- France
14
ISMAR -
Istituto di Science Marine
( 302990 )
- Italie
15
BGS -
Biogéosciences [UMR 6282]
( 182913 )
- Université de Bourgogne - 6 boulevard Gabriel - 21000 Dijon
- France
16
University of Oxford
( 302612 )
- Wellington Square, Oxford OX1 2JD
- Royaume-Uni
17
GEDI -
Géochimie Des Impacts
( 1007948 )
- LSCE. CEA Paris-Saclay. Orme des merisiers. 91190 Saint-Aubin.
- France
18
PALEOCEAN -
Paléocéanographie
( 1007946 )
-
LSCE. CEA Paris-Saclay. Orme des merisiers. 91190 Saint-Aubin.
- France
|
Vulgarisation |
Non
|
Comité de lecture |
Oui
|
Audience |
Internationale
|
Date de publication |
2017
|
Page/Identifiant |
:131-148 (IF 3,482).
|
Langue du document |
Anglais
|
Nom de la revue |
|
Volume |
457
|
Domaine(s) |
|
Mots-clés |
en
Water mass tracer, Nd isotopes, Seawater-archive comparison, Data compilation, Predicted seawater εNd
|
DOI | 10.1016/j.chemgeo.2017.03.018 |
Origine :
Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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