Published October 29, 1987 | Version v1
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Use of Helium-3 and Tritium tracers in oceanography

Description

As tritium considered as a transient tracer has become one of the most promising tool for the study of oceanic circulation and of the ocean capacity to absorb anthropogenic carbon, and as the simultaneous use of its radioactive descendant, Helium-3, brings an additional information (together, these tracers build up a clock in the study of water masses), and as all helium-3 and tritium measurements are made by mass spectroscopy, this research thesis addresses the analytical process, the detection limit, and the method reproducibility associated with this use of both tracers. The author reports and discusses helium-3 data obtained during a measurement campaign which allowed the localisation of an active source and the evidence of an intermediate back current, and tritium data obtained during another measurement campaign which allowed the description of the high time variability of convection processes, and an assessment of water renewal delays and of some deep water circulations. He also reports and discusses the simultaneous use of helium-3 data and tritium data to localize areas where convection processes occur. A theoretical approach to this simultaneous use is proposed which uses a mixing model which distinguishes the venting transit time. Measurement campaigns were performed in Red Sea, western Mediterranean Sea, and north-eastern Atlantic Ocean

Abstract (French)

Le traceur transitoire que constitue le tritium est devenu l'un des outils les plus prometteurs dens l'etude de la circulation oceanique generale et de la capacite de l'ocean a absorber le gaz carbonique anthropogene. L'utilisation simultanee du tritium et de son descendant par voie radioactive l'helium-3 ajoute une information supplementaire: la paire de traceurs tritium et helium-3 constitue une horloge dans l'etude des masses d'eau. En plus de son origine 'tritiumgenique', l'helium-3 est emis au niveau des dorsales oceaniques et il constitue un traceur de choix dans l'etude de la circulation oceanique profonde. Toutes les mesures d'helium-3 et de tritium ont ete faites par spectrometrie de masse. Protocole analytique, limite de detection et reproductibilite de la methode sont reportes dans ce travail. Sont abordes au niveau de l'interpretation des resultats: -1) les donnees d'helium-3 a la campagne Merou a (ete 1982) ont permis de localiser une source active et de mettre en evidence un courant de retour intermediaire (centre vers 1000 m de profondeur), prolongement du courant profond upwelle dans la partie meridionale du bassin. -2) l'utilisation des donnees de tritium concernant la mission Phycemed 1 (avril 1981) a permis de decrire la grande variabilite spatio-temporelle des processus de convection ayant lieu dans le bassin nord; le temps de renouvellement des eaux profonbdes du golfe du Lion est evalue a 11 +ou- 2 ans. Les circulations profondes et de subsurface au niveau des detroits de Sardaigne et de Gibraltar sont precisees. -3) l'etude simultanee, suivant des niveaux isopycnaux, des donnees tritium et helium-3 de la mission Topogulf (ete 1983) a permis de localiser les zones ou les processus de convection sont actifs. Une approche theorique relative a l'utilisation simultanee du tritium et de l'helium-3 est abordee. Elle utilise un modele de melange distinguant, pour une masse d'eau consideree, le temps de transit du temps de ventilation. La validite de l'age tritium-helium est testee par comparaison avec les temps de transit et de ventilation determines par le modele. (auteur)

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Original title (French)
Utilisation des traceurs helium-3 et tritium en oceanographie

Publishing Information

Imprint Pagination
344 p.
Report number
FRCEA-TH--7359

Optional Information

Notes
198 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/