Stable water isotopes and the physical environment

• Published in: Belgeo
• Main Authors: Souchez, Roland, Lorrain, Réginald, Tison, Jean-Louis
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: National Committee of Geography of Belgium 2016
• Subjects: isotopes stables; hydrologie; glaciologie; archives climatiques; Antarctique; environnement aride; environnement alpin; Lac Vostok; stable isotopes; hydrology; glaciology; climatic archives; Antarctica; arid environment; Alpine environment; Lake Vostok; geo; envir; Antarctic; East Antarctica; The Antarctic; Antarc*; Antarctique*; Ice Sheet
• Online Access: http://journals.openedition.org/belgeo/16199

This paper presents the characteristics of the fractionation of water isotopes which occurs during evaporation and freezing of water. It shows how these characteristics can be used for studying some aspects of the physical environment, namely hydrological and glaciological issues. On the one hand, case studies regarding the hydrological cycle are considered. They deal with the relative contributions of runoff and groundwater to the discharge of rivers, of plant transpiration and direct evaporation in the arid regions atmosphere and of different water sources in aquifer recharge. On the other hand, the paper explains how the water isotopes are used in the study of the Antarctic Ice Sheet as climatic archives as well as how they allow to understand the formation of more than 200 m of lake ice present above the liquid water of subglacial Lake Vostok in East Antarctica. This case study approach demonstrates that stable water isotopes can be an ideal tool to account for many processes active in the physical environment. Cet article présente les caractéristiques du fractionnement isotopique qui affecte les molécules d’eau pendant les changements d’état que sont l’évaporation et la transformation en glace. Il montre ensuite comment ces caractéristiques peuvent être utilisées pour étudier certains aspects de l’environnement physique, à savoir des problèmes hydrologiques et glaciologiques. D’une part on expose une série d’études de cas concernant le cycle de l’eau. Ces études visent à déterminer les contributions relatives du ruissellement et des eaux de nappe dans le débit des rivières, de l’évaporation directe et de la transpiration des végétaux dans l’atmosphère des régions arides et de différentes sources dans l’alimentation des aquifères. D’autre part le présent article explique comment on recourt aux isotopes stables de l’eau pour étudier les calottes glaciaires en tant qu’archives climatiques et comment ils permettent de comprendre la formation de plus de 200 m de glace de lac à la surface de l’eau du lac ...