Introduction généraleFigure 6 : Calibration <strong>de</strong> la relation entre la température et le rapport Mg/Ca établie pour 11 espèces<strong>de</strong> foraminifères planctoniques (Mg/Ca=0,38×exp(0,090T), d’après Anand et al 2003).2.2.2.2 Rapport Mg/Ca <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> merComme en conditions inorganiques, le rapport Mg/Ca <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer influence celui <strong>de</strong>scalcites biogéniques qui y sont formées (Lorens & Ben<strong>de</strong>r 1980, Ries 2004, Segev & Erez2006, Stanley 2006). Des étu<strong>de</strong>s expérimentales réalisées sur divers organismescalcifiants (moules, oursins, crabes, crevettes, serpules et algues corallines) ayant grandi àune même température dans <strong>de</strong>s eaux <strong>de</strong> mer artificielles aux rapports Mg/Ca contrastés(<strong>de</strong> 1 à 6,7 mol/mol) démontrent que les rapports Mg/Ca <strong>de</strong>s calcites formées sont enrelation directe mais non linéaire avec le rapport Mg/Ca <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer (Lorens &Ben<strong>de</strong>r 1980, Ries 2004, 2006).Cette propriété a été appliquée dans le cadre <strong>de</strong> reconstructions paléo environnementalesdu rapport Mg/Ca <strong>de</strong>s eaux <strong>de</strong>s océans anciens, via l’analyse du rapport Mg/Ca <strong>de</strong> testsd’oursins fossiles datant du Phanérozoïque (Dickson 2002, 2004). Les résultats obtenusconcor<strong>de</strong>nt avec les reconstructions effectuées par d’autres métho<strong>de</strong>s.2.2.2.3 Autres facteurs environnementauxSalinité. Fergusson et al (2008) ont observé que la calcite <strong>de</strong>s foraminifèresméditerranéens présente <strong>de</strong>s rapports Mg/Ca particulièrement élevés, et en ont conclu queles hautes salinités pouvaient avoir un impact important sur l’incorporation du12
Introduction généralemagnésium. Par contre, Hoogaker et al (2009) réfutent cet effet direct <strong>de</strong> la salinité etattribuent cet accroissement <strong>de</strong> la concentration en magnésium à une contamination <strong>de</strong> lacalcite squelettique par <strong>de</strong>s surcroissances <strong>de</strong> calcite inorganique. Chez <strong>de</strong>s foraminifèrescultivés en laboratoire, la salinité affecte significativement le rapport Mg/Ca <strong>de</strong> la calcitedéposée, mais reste un facteur <strong>de</strong> détermination secondaire en comparaison <strong>de</strong> latempérature: pour une élévation <strong>de</strong> salinité <strong>de</strong> 1 psu, le rapport Mg/Ca augmente <strong>de</strong> 2,3 à5 % selon l’espèce considérée (Lea et al 1999, Kisakürek et al 2008, Dueñas-Bohòrquezet al 2010). Par contre, la composition en magnésium <strong>de</strong> la calcite squelettiqued’ostraco<strong>de</strong>s ayant grandi à différentes salinités n’est pas affectée par la salinité (DeDeckker et al 1999).pH. L’influence du pH sur le rapport Mg/Ca <strong>de</strong>s calcites biogéniques est controversée.Des réponses contradictoires aux variations <strong>de</strong> pH ont été observées chez lesforaminifères (Dissard et al 2010). Certaines étu<strong>de</strong>s rapportent une relation inverse entrepH et Mg/Ca dans la calcite <strong>de</strong>s foraminifères (Lea et al 1999), tandis que d’autressuggèrent une absence d’effet aux pH océaniques moyens actuels mais une diminutiondrastique à <strong>de</strong>s pH inférieurs à 8,0 (Russel et al 2004, Kisakürek et al 2008).Etat <strong>de</strong> saturation <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer. Il a également été proposé que la concentration enmagnésium dans la calcite soit liée au niveau <strong>de</strong> saturation <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer 3 . Une relationentre ces facteurs a été suggérée pour <strong>de</strong>s algues corallines et attribuée à une différence <strong>de</strong>leur vitesse <strong>de</strong> croissance (Agegian 1985 dans Morse & Mackenzie 1990). Par contre,plusieurs expériences <strong>de</strong> culture <strong>de</strong> foraminifères en conditions contrôlées n’ont montréaucune dépendance significative du rapport Mg/Ca dans la calcite vis-à-vis <strong>de</strong> l’état <strong>de</strong>saturation <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer (Raitzsch et al 2010, Dueñas-Bohòrquez et al 2010, Dissard etal 2010). De plus, selon Lopez et al (2009), le niveau <strong>de</strong> saturation <strong>de</strong> l’eau <strong>de</strong> mer, mêmes’il affecte la vitesse <strong>de</strong> croissance <strong>de</strong> la calcite, n’aurait pas d’influence sur laconcentration en magnésium qui y est incorporé à une température donnée.3 Le niveau <strong>de</strong> saturation <strong>de</strong> l’eau par rapport à un minéral carbonaté, Ω, est défini comme étant le produit<strong>de</strong>s activités <strong>de</strong>s ions calcium, magnésium et carbonates en solution divisé par la constante <strong>de</strong> solubilité duminéral considéré. Lorsque Ω=1, le minéral est dit en équi<strong>libre</strong> thermodynamique avec l’eau <strong>de</strong> mer, c’està-direque ses réactions <strong>de</strong> dissolution et <strong>de</strong> précipitation s’équi<strong>libre</strong>nt mutuellement. Dans une solution <strong>de</strong>Ω < 1 (sous-saturée par rapport au minéral considéré) et Ω > 1 (sursaturée), les réactions <strong>de</strong> dissolution et<strong>de</strong> précipitation sont, respectivement, favorisées.13