La chimiocline est l'interface existant entre différentes couches d'eau, dans une mer, un lac, lorsque celles-ci ne se mélangent pas. Cela implique donc qu'il existe un équilibre entre les différentes couches d'eau. En général, les couches d'eau de surface sont plus oxygénées que les couches plus profondes, puisqu'elles sont alimentées par l'atmosphère. L'anoxie des couches inférieures peut être provoquée par la production importante de sulfure d'hydrogène par des micro-organismes benthiques. Au niveau de la chimiocline peuvent se développer des bactéries anaérobies.
Une hypothèse permettant d'expliquer des extinctions massives d'espèces, telle celle qui survint à la fin du Permien, concerne la variation de la chimiocline. Celle-ci atteignant la surface de l'océan à la suite d'un important réchauffement de la planète, une grande quantité de sulfure d'hydrogène est libérée dans l'atmosphère, ce qui engendre d'importantes modifications de la composition chimique de celle-ci, une destruction de la couche d'ozone, et finalement la disparition de nombreuses espèces, tant animales que végétales.
La pédologie (du grec Pedon, sol) est avec l'édaphologie (ou agrologie), une des deux branches principales de la science des sols, de leur formation et de leur évolution. C'est une discipline qui s'appuie sur l'étude des réactions réciproques entre les différentes phases (liquide, gazeuse, solide) composant le sol. Elle trouve des applications certes dans l'agriculture, l'horticulture, la sylviculture mais aussi dans l'hydrologie (rétention de l'eau par le sol), dans la pollution (filtration des eaux), dans l'archéologie (conservation d'archives végétales, animales, restes d'industries humaines), dans la construction (dans le Monde, les maisons sont très souvent en terre), dans l'industrie minière (le sol est le résidu de la roche sous-jacente et concentre certains éléments, l'or par exemple). En donnant, par la cartographie, une image de la répartition des sols, la discipline intéresse encore la géographie, l'écologie du paysage et même la climatologie (échange d'eau avec l'atmosphère), enfin le changement climatique (échange de carbone entre le sol et l'atmosphère via le CO2). Le sulfure d'hydrogène (H2S) ou hydrogène sulfuré est un composé chimique de soufre et d'hydrogène, responsable de l'odeur désagréable d'œuf pourri. C'est un gaz acide qui réagit avec les solutions aqueuses basiques et les métaux tels que l'argent. C'est la raison pour laquelle les bijoux argentés noircissent lorsqu'ils sont longuement exposés à l'atmosphère polluée. Le sulfure d'argent résultant de la réaction est de couleur noire. Ce gaz peut s'accumuler dans les réseaux d'assainissement et corroder les tuyaux qu'ils soient en béton ou en métal. Il peut faire suffoquer les égoutiers. Le sulfure d'hydrogène est produit par la dégradation des protéines contenant du soufre et est responsable d'une grande partie de l'odeur fétide des excréments et des flatulences. Le sulfure d'hydrogène est naturellement présent dans le pétrole, le gaz naturel, les gaz volcaniques et les sources chaudes. Il peut résulter de décomposition bactérienne de la matière organique. Il est également produit par les déchets humains et animaux. Le sulfure d'hydrogène peut également provenir des activités industrielles, telles que la transformation des produits alimentaires, du traitement des eaux usées, des hauts-fourneaux, des papeteries, des tanneries et des raffineries de pétrole. Des communautés bactériennes dégradant le méthane en condition anaérobie peuvent aussi en produire. Synthèse En cours de chimie, il était inscrit au programme une expérience de synthèse de sulfure d'hydrogène. Celle-ci se réalisait en deux étapes : - en mélangeant du soufre et de la limaille de fer, on réalise un brûlât dans un têt (production d'une fumerolle blanche et âcre), ce qui donne une sorte de caillou orangé (le sulfure de fer FeS lui-même) avec des traces grises (la limaille qui n'a pas réagi) ; - en versant n'importe quel acide (de préférence de l'acide sulfurique, mais c'est l'ion hydronium qu'on fait réagir) sur le sulfure de fer obtenu à la première étape. il se produit immédiatement un dégagement intense de sulfure d'hydrogène bien reconnaissable à son odeur qualifiée dans les manuels scolaires de "nauséabonde", qui est celle de l'œuf pourri. Effets sur la santé Le sulfure d'hydrogène est considéré comme un poison à large spectre. Il peut donc empoisonner différents organes. L'inhalation prolongée de sulfure d'hydrogène peut causer la dégénérescence du nerf olfactif (rendant la détection du gaz impossible) et provoquer la mort juste après quelques mouvements respiratoires. L'inhalation du gaz, même en quantité relativement faible, peut entraîner une perte de connaissance. L'exposition à des concentrations inférieures peut avoir comme conséquence des irritations des yeux, de la gorge, une toux douloureuse, un souffle court et un épanchement de fluide dans les poumons. Ces symptômes disparaissent habituellement en quelques semaines. L'exposition à long terme à de faible concentration peut avoir pour conséquence : fatigue, perte d'appétit, maux de tête, irritabilité, pertes de mémoire et vertiges. Les études sur des animaux ont prouvé que les porcs ayant mangé de la nourriture contenant du sulfure d'hydrogène ont eu des diarrhées après quelques jours et une perte de poids après environ 105 jours. Les tests effectués sur des souris montrent que l'inhalation durant cinq minutes de sulfure d'hydrogène les plonge dans un état de vie suspendue.[11] “Mark Roth, biochimiste de l'Université de Washington à Seattle, et ses collègues ont exposé des souris à un air contenant une faible concentration de sulfure d'hydrogène. En quelques minutes, les souris ont perdu connaissance et leur température a chuté de 37 °C à 15 °C. De plus, leur respiration s'est ralentie, passant de 120 à moins de 10 respirations par minutes. Bref, leur métabolisme tournait au ralenti, leurs cellules consommaient moins d'oxygène. Après 6 heures, les souris ont été re-exposées à un air normal et se sont réveillées en bonne santé. Les chercheurs n'ont noté aucun effet secondaire évident. « Cela indique qu'il est possible de baisser le niveau métabolique à la demande », explique Roth. « Dans le futur, des applications spatiales pourront découler de cette avancée, mais notre but principal est de penser aux applications médicales possibles ici et maintenant » ajoute-t-il.”[1 Une des hypothèses de l'extinction permo-triasique, il y a 250 millions d'années Peuplée de créatures essentiellement reptiliennes, la Terre connait un bouleversement majeur dû à un réchauffement climatique il y a 250 Ma. Ce réchauffement de l'atmosphère provoque le ralentissement, voire l'arrêt total des courants océaniques qui sont alimentés par la descente en profondeur de l'eau froide aux pôles. L'arrêt des courants océaniques a pour conséquence essentielle la stagnation des océans, puisque ces courants apportent de l'oxygène et des nutriments nécessaires à la vie marine. La plupart des créatures marines meurent et tombent au fond des océans. La décomposition de ces animaux morts dégage d'énormes quantités de sulfure d'hydrogène qui remontent à la surface et viennent empoisonner l'atmosphère. Les animaux terrestres sont donc affectés et sont aussi décimés. Cette période de la vie terrestre est nommée Extinction du Permien. Malgré tout, les causes menant à l'extinction permo-triasique restent mal définies. L'explication du sulfure d'hydrogène reste une hypothèse à corréler à d'autres. Relation odeur-santé Seuil de toxicité (mg/m³) : 14 C'est-à-dire que notre système olfactif est capable de détecter cette substance en très faible quantité. Ceci nous permet d'être alerté avant une absorption pouvant être toxique. Ceci n'est pas toujours le cas pour toutes les substances nocives. Attention, à partir d'un certain seuil, facile à atteindre, le nerf olfactif est paralysé et l'on ne sent plus rien ! Début 2008, le sulfure d'hydrogène est utilisé dans beaucoup de cas de suicides au Japon. En 2008 L’EXERA a fait réaliser par l’INERIS une évaluation indépendante de 14 détecteurs de gaz toxiques H2S. En juillet 2009, un cheval est mort des suites d'inhalation de sulfure d'hydrogène sur les plages bretonnes. En effet, l'amoncellement important d'algues vertes en décomposition a créé une forte concentration d'hydrogène sulfuré (1 000 ppm) qui s'est révélée mortelle pour l'animal. Le cavalier a été sauvé de justesse. On considère qu'un être humain peut survivre seulement une minute dans un air à 1 400 ppm d'hydrogène sulfuré[14].
Pédologue observant les strates, inclusions et structures du sol, dans une fosse pédologique
Échantillons de sol
Exemple de profil de sol
Actualité
De janvier à fin mai 2008, 517 personnes se sont donné la mort grâce à une recette trouvée sur internet[13], mélangeant détergents et produits pour le bain.
Ce mélange donnerait du sulfure d'hydrogène en forte quantité. Chaque suicidé avait au préalable collé un mot sur sa porte, sur lequel était écrit un message comme : « Danger, émanation de gaz mortel ». Plusieurs bâtiments ont dû être évacués, pour ne pas blesser plus de monde.
Fixation biologique
Article détaillé : Fixation biologique de l'azote.
Plusieurs organismes, comme les champignons et certaines bactéries sont capables de fixer le diazote moléculaire de l'air, première étape avant de pouvoir l'incorporer dans des molécules organiques comme les protéines ou les bases azotées constitutives des acides nucléiques support de l'hérédité comme l'ADN et l'ARN. On rencontre ces champignons en symbiose dans les nodules de légumineuses ; et pour les bactéries, chez les plantes de la famille des fabacées où ils forment des rhizobiums au niveau des racines. C'est un cas de vie symbiotique entre un champignon (ou) une bactérie et des plantes.
Sécurité
Risque d'asphyxie : le cas le plus fréquemment rencontré est celui de personnes pénétrant dans des réservoirs remplis d'azote, sans s'apercevoir du fait que ce gaz est inodore et ne provoque pas de sensation de suffocation (causée par l'excès de dioxyde de carbone, et non par l'absence d'oxygène). Ces personnes sont alors prises de malaises, perdent connaissance, et, si on ne les retire pas très rapidement de cette situation, succombent. Il est nécessaire de vérifier la présence d'une proportion suffisante d'oxygène dans de tels espaces confinés avant d'y pénétrer, ou de s'équiper d'un appareil respiratoire autonome.
La chimiocline atteignant la surface de l'océan, de grandes quantités de sulfure d'hydrogène sont libérées dans l'atmosphère. Les nuages de ce gaz toxique peuvent tuer plantes et animaux soit directement, soit indirectement en détruisant la couche d'ozone. Ce serait ce processus qui serait à l'origine des extinctions de la fin du Permien et de la fin du Trias. Les biomarqueurs trouvés dans les sédiments de ces époques attestent que des bactéries consommatrices de sulfure d'hydrogène ont alors proliféré dans tous les océans.
