Nonstationary heat-transfer and interstitial solute diagenesis in disturbed sediments

Other titles Transfert non stationnaire de chaleur et diagenèse de solutés interstitiels dans les sédiments perturbés
Type Publication
Publication date 1986-07
Language English
Copyright Gauthier-Villars
Author(s) Michel D1, Caschetto S1
Affiliation(s) 1 : Laboratoire d'Océanographie, Université Libre de Bruxelles, 50, avenue Franklin Roosevelt, B-1050 Bruxelles, Belgium.
Source Oceanologica Acta (0399-1784) (Gauthier-Villars), 1986-07 , Vol. 9 , N. 3 , P. 271-276
Mot-Clé(s) Transfert de chaleur, Diagenèse de solutés, Sable marin côtier, Modèle mathématique, Méditerranée
Résumé Nous présentons les résultats de mesures de la température en fonction du temps, réalisées en continu sur une période de 6,5 jours, simultanément à 7,0 cm en dessous de l'interface sédiment/eau de mer et à 10 cm au-dessus, à proximité du rivage de la pointe de la Revellata (Corse, Méditerranée). La base de la colonne d'eau d'une profondeur de 7 rn, est le siège de divers événements thermiques d'origine advective et est soumise à une forte agitation liée aux conditions météorologiques. La propagation de la chaleur dans le sable à 7,0 cm sous l'interface est décrite dans un état non-stationnaire, au moyen d'un modèle mathématique basé sur l'équation de la conduction thermique, en admettant que la chaleur est conservative. Cette description est réalisée sans aucun ajustement du modèle aux données. Étant donné que la valeur de K. caractéristique des sédiments meubles clastiques dans des milieux calmes, soit 3.5 x 10-3 cm2.s- 1, est utilisée avec succès dans cette description, nous proposons que l'agitation de l'eau de mer surnageante ne devrait provoquer aucune augmentation appréciable du transfert de chaleur à travers l'interface sable/eau de mer. Ce fait pourrait infirmer la précédente hypothèse d'un accroissement du transfert de solutés interstitiels dû à ce type de mélange turbulent. L'analyse de l'amortissement en fonction de la profondeur et du temps du choc thermique illustre une application du modèle, qui pourrait servir de cadre de référence physique pour de futures études sur la portée de contraintes thermiques imposées à des organismes benthiques fouisseurs.
Keyword(s) Heat transfer, Solute diagenesis, Marine coastal sand, Mathematical model, Mediterranean
Abstract The results of continuous temperature versus time measurements obtained simultaneously 7.0 cm below and 10 cm above the sediment/seawater interface in the proximity of the Revellata headland (Corsica, Mediterranean Sea) over a 6.5-day period are presented. The bottom of the 7 rn deep water column undergoes distinct thermal events of advective origin and a strong stirring owing to a weather alteration. Heat propagation in the sand 7.0 cm below the interface in a nonstationary state is described by means of a mathematical model based on the heat conduction equation and with the assumption that the heat is conservative. This description is achieved without any adjustment of the model to the data. Since the K. value characteristic of unconsolidated clastic sediments in undisturbed environments, i.e. 3.5 x 10- 3 cm2.s-l, is successfully used for this description, we suggest that overlying water stirring did not promote any appreciable increase of the heat transfer across the sandfseawater interface. This evidence could invalidate the previous hypothesis of an interstitial solute transfer increase owing to that kind of turbulent mixing. The analysis of the damping with depth and time of the thermal shock illustrates a model application that might constitute a physical reference frame for future studies of the extension of thermal stresses imposed on benthic burrowing organisms.
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How to cite 

Michel D, Caschetto S (1986). Nonstationary heat-transfer and interstitial solute diagenesis in disturbed sediments. Oceanologica Acta, 9(3), 271-276. Open Access version : http://archimer.ifremer.fr/doc/00110/22122/

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