Δ15N
mesure du rapport des isotopes stables azote-15 et azote-14
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δ15N (prononcé « delta quinze N » ou plus souvent « delta N quinze ») est une notation commode du rapport 15N/14N des nombres d'atomes d'azote 15 et d'azote 14 dans un échantillon. δ15N est très utilisé en géochimie, en hydrologie, en paléoclimatologie et en paléocéanographie[1]. Sa définition est la suivante :
- δ15N =
![{\displaystyle 1\,000\left[{\frac {\left(^{15}\!\mathrm {N} /^{14}\!\mathrm {N} \right)_{\text{échantillon}}}{\left(^{15}\!\mathrm {N} /^{14}\!\mathrm {N} \right)_{\text{référence}}}}-1\right]}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f1ec7df1c99cb91d1242df20b37778c113450ceb)
Applications
Le rapport 15N /14N est important car l'azote est un composant des nutriments importants pour le métabolisme des plantes, et dans la plupart des contextes biologiques, le 14N, isotope plus léger, est absorbé de préférence. De plus, ces nutriments sont également produits industriellement sous forme d'engrais azotés pour augmenter les rendements des cultures. Depuis le développement du procédé Haber, la quantité d'azote lié par l'homme n'a cessé d'augmenter.
Par conséquent, des échantillons enrichis en 15N peuvent souvent provenir d'un contexte non biologique. L'isotope 15N est utilisé comme traceur pour suivre le cheminement des fertilisants, qu'ils soient appliqués en poterie ou sur de grandes surfaces paysagères[2]. Un engrais enrichi en 15N, à un niveau significativement différent de celui présent naturellement dans le sol (qui peut lui-même différer de la valeur standard atmosphérique), est appliqué à un point donné, puis la variation du rapport δ15N est mesurée à d'autres points[3]. Cela permet également de quantifier les processus d'enrichissement et d'appauvrissement.
Une autre application concerne l'évaluation des rejets d'eaux usées domestiques dans les cours d'eau[4]. La concentration en 15N est plus élevée dans les eaux usées que dans les eaux naturelles. Par conséquent, le rapport δ15N des sédiments benthiques permet d'estimer la contribution des rejets domestiques à la teneur totale en azote des sédiments. L'analyse du rapport δ15N dans des carottes de sédiments fournit un historique de ces rejets, les échantillons les plus anciens étant situés aux niveaux les plus profonds.
Le rapport δ15N est également utilisé pour déterminer la vitesse d'absorption ou de conversion de l'azote par l'écosystème. L'azote est utilisé sous forme d'acides aminés par les plantes et les animaux pour la fabrication des protéines. Il pénètre dans l'organisme des herbivores via la chaîne alimentaire. Ainsi, l'analyse du δ15N permet également d'étudier les échanges d'azote entre les plantes et les animaux [5].
Il est également utilisé pour déterminer la longueur des chaînes alimentaires et le niveau trophique d'un organisme donné ; des valeurs élevées de δ15N sont corrélées positivement avec des niveaux trophiques plus élevés ; inversement, les organismes situés en bas de la chaîne alimentaire présentent généralement des valeurs plus faibles de δ15N. Des valeurs élevées de δ15N chez les superprédateur indiquent généralement des chaînes alimentaires plus longues [6].
