C. Portner
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CO, libre en mg/l
Dureté temporaire en mg CO,Ca/l
CO;Ca/D). KURT BUCH (1945, p. 194) avait fait une remarque analogue pour l’eau profonde (située au-dessous de la «couche de saut thermique») de la Baltique. On note cependant une légère fluctuation de la concentration en bicarbonate pour les eaux profondes. Vers la fin de Pété, lorsque Pépilimnion s'étend jusqu’à une profondeur de 25 m et qu’à ce niveau Peau a une dureté temporaire minimum, l’eau des couches profondes du lac possède une dureté temporaire un peu supérieure à la moyenne annuelle.
c) Les variations de la teneur du gaz carbonique en fonction de la profondeur
La température influençant directement la solubilité du gaz carbonique, il est possible de distinguer, pour les courbes gaz carbonique-profondeur, une «Sprungschicht chimique». Pendant Pété où les fluctuations de température sont fréquentes, les minima de la teneur en gaz carbonique sont situés dans le voisinage de la couche de saut thermique. En hiver, lorsque la température est homogène dans tout le lac, il est possible de noter en surface une teneur en CO, légèrement inférieure à celle de la moyenne de l’eau du lac. D’après les courbes de MINDER (1943, p. 64), la teneur en CO, varierait dans de larges proportions jusqu’à une profondeur de 10 m, la teneur en CO, étant pratiquement nulle en surface. Nos mesures contredisent cette façon de voir. Les valeurs de la concentration en CO, dans Peau prélevée à 5, 0,1 et 0,01 m de profondeur, ne diffèrent que très peu les unes des autres. Du même coup, il faut renoncer à démontrer par des dosages de CO, l'interprétation théorique de l’évasion dans Pair du CO, contenu dans Peau.
D’après les mesures de H. SOLLBERGER (1946, p. 88), la teneur en CO, de l’eau du lac de Neuchâtel, à la profondeur de 40 m, ne subirait pas de fluctuations systématiques dans le courant de Pannée. Il nous a cependant été possible, par des mesures un peu plus précises, de mettre en évidence une variation de la teneur en CO,. Pour le mois de septembre et une partie du mois d'octobre, la teneur en CO, pour une profondeur de 40 à $o m est comprise entre 6 et 7 mg/l. Pour les mois de novembre à mars, la teneur en CO; a diminué de moitié, elle est comprise entre 2 et 4 mg/l. Ce phénomène n’est pas particulier au lac de Neuchâtel puisque L. MINDER (1923, p. 24), pour le lac de Zurich, a obtenu des résultats d'analyses du CO, présentant les mêmes particularités, de mai à novembre la teneur en CO, étant de 6,6 à 8,6 mg/l, en décembre de 5,7 mg/l et en janvier de 4,7 mg/l.
Cette diminution de la teneur en CO, ne paraît, à première vue, pas normale puisqu'elle a lieu parallèlement à une baisse de la température. Il
La formation du sédiment calcaire du lac de Neuchâtel OA
semblerait donc qu’à une baisse de température correspondrait une baisse de la teneur en CO, quoique la solubilité du CO, augmente lorsque la température diminue.
Il faut donc considérer le problème sous un autre angle. On peut supposer que l’eau du lac est formée de deux liquides non miscibles, dont la zone de séparation est «la couche de saut thermique». La quantité de CO, contenue dans le lac tout entier, se répartit entre les deux liquides suivant la loi de distribution de NERNST. La solubilité dans l’épilimnion est plus faible que celle de l’eau de Phypolimnion. En hiver, lorsque le lac a une température homogène, la quantité de CO, est répartie d’une façon uniforme dans tout le lac. Il en résulte par rapport à Pété une augmentation de la solubilité dans Pépilimnion et une diminution dans les couches inférieures du lac.
Cette conception de la répartition d’une substance entre les couches supérieures et les couches profondes du lac permet une meilleure interprétation des résultats des analyses limnologiques. Elle s’applique, par exemple, d’une façon tout aussi précise au problème des variations de la solubilité du bicarbonate de calcium.
Si lon considère le problème du mélange de deux quantités d’eau saturée de CO, à des températures différentes, le mélange de ces deux quantités d’eau produit un dégagement de CO. Pour les concentrations en CO, dissous dans l’eau du lac, un mélange d’eau de températures différentes ayant le même degré de saturation en CO, produit une eau ayant un degré de saturation supérieur {explication à la page 66).
d) Les variations de la teneur en matière organique en fonction de la profondeur
La courbe watière organique-profondeur n’a pas de forme caractéristique (page 55). La teneur en matière organique de l’eau varie assez peu avec la profondeur. Il est donc impossible de distinguer au moyen de cette courbe une « Sprungschicht chimique».
e) Les variations de la teneur en CO,Ca en suspension en fonction de la profondeur
Les courbes carbonate de calcium en suspension-profondeur ne permettent pas d'identifier une « Sprungschicht chimique». Elles présentent un maximum de la teneur en CO,Ca qui ne se trouve généralement pas situé dans le voisinage immédiat de la surface. Une telle constatation est en accord avec les
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résultats obtenus pour le dosage du CO, . La vitesse de chute des petites particules de calcite étant très faible (de l’ordre de 10 cm/h), la zone de concentration maximum de CO,Ca en suspension correspond approximativement à la zone de précipitation la plus importante du CO,Ca. Elle est située, dans la plupart des cas, légèrement au-dessus de la « couche de saut thermique». Notons encore la rapide diminution de la teneur en CO;Ca en suspension avec la profondeur.
4. Etude des variations de la température et des concentrations des corps contenus dans l’eau du lac en fonction du temps
Pour mettre en évidence le mécanisme de la précipitation du CO;Ca, il faut montrer les relations qui existent entre les concentrations des différents corps dissous et l’influence de la température sur la concentration de ces derniers.
En comparant, pour un prélèvement donné, les courbes température-profondeur, dureté-profondeur, CO;-profondeur, CO,Ca en suspension-profondeur, matière organique-profondeur, il est possible de se faire une première idée des relations existant entre les différents composants de Peau. Les variations de concentration de chacun des corps dissous dans l’eau du lac joue pour Pinterprétation du mécanisme de la précipitation du CO,Ca un rôle au moins aussi important que la valeur absolue de la concentration. Il nous a donc semblé nécessaire d'employer une méthode qui consiste à comparer les variations de la température et de la concentration des corps dissous entre deux prélèvements effectués à des dates différentes. Il est possible ainsi de se rendre compte si, par exemple, à une augmentation de la tempélrature, correspond une augmentation ou une diminution de la dureté temporaire.
L'examen des variations avec le temps des concentrations des corps peut être fait au moyen des diagrammes de O. JAAG. Mais nous avons préféré employer une méthode de représentation un peu moins élégante, mais beaucoup plus précise. Les courbes des analyses de chaque prélèvement sont dessinées sur une feuille de papier semi-transparent. La superposition des différentes feuilles permet de connaître aussitôt les variations de chacun des constituants.
Une telle méthode doit être employée avec discernement, en particulier lorsqu'il s’agit d’un phénomène tel que la précipitation du CO,Ca. La durée entre deux prélèvements joue un rôle prédominant pour déterminer la valeur des résultats obtenus par cette méthode. En supposant que le
phénomène à étudier se produise dans un temps relativement court, la durée entre deux prélèvements doit être courte, c’est-à-dire de l’ordre de grandeur de celle du phénomène à étudier. Si, par exemple, pour létude du phénomène de la précipitation du CO, Ca, on étend la durée entre deux prélèvements à six mois, on perd l'interprétation du mécanisme du phénomène à étudier pour ne donner qu’une idée des variations saisonnières. Dans le cas extrême de deux dosages, l’un en hiver, autre en été de Pannée suivante, on peut dire qu’à une augmentation de la concentration de la matière organique correspond une diminution de la teneur en (CO,H),Ca et une augmentation de la teneur en CO,Ca en suspension. Il n’est pas certain pour une durée plus courte entre deux prélèvements, qu’à une augmentation de la teneur en matière organique corresponde une diminution de la teneur en bicarbonates (voir figure 6).
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