Différences de régulation biologique de la chimie des carbonates du fluide de calcification des coraux tropicaux massifs
Les projections climatiques indiquent pour les années futures une forte menace concernant la survie des coraux sleractiniaires et leur rôle majeur comme bâtisseurs de récifs tropicaux. Il est donc pour cela est essentiel de mieux comprendre la capacité d'adaptation des coraux tropicaux face aux changements climatiques. L’étude de l’up-régulation biologique de la chimie des carbonates du fluide de calcification interne des coraux est un élément fondamental pour évaluer la réponse des coraux face aux changements globaux (réchauffement, acidification). Dans ce cadre, l'expédition Tara Pacific (2016-2018) a été une occasion unique d'étudier et de comparer à l’échelle de l'océan Pacifique cette capacité de régulation positive de la chimie des carbonates pour deux genres massifs de corail pouvant vivre plusieurs siècles. La partie récente de 39 carottes de corail a été ici étudiée à partir de 33 colonies de Porites et 6 colonies de Diploastrea présentes dans différents environnements de l’océan Pacifique.
Fig. 1. (A) Rapports B/Ca et (B) valeurs δ11B des coraux Porites (n = 33, bleu) et Diploastrea (n = 6, rouge) en fonction de la température de l’eau de mer (SST). (C-F) Paramètres résultants de la chimie des carbonates du fluide interne calculés pour chaque colonie (DICcf, pHcf, [CO32-]cf, Ωcf, respectivement).
A l'échelle du bassin Pacifique et du gradient mesuré en température (~ 7°C), nous montrons que les deux genres de corail augmentent systématiquement le pH et la teneur en carbone inorganique dissous (CID) de leur fluide de calcification. Cela favorise la formation de leur squelette en surélevant l’état de saturation en aragonite (Ωcf). Cependant, alors que le genre Porites augmente les valeurs Ωcf avec la température, illustrant sa véritable capacité d’adaptation pour des températures élévées, le genre Diploastrea ne révèle pas cette même capacité mais un contrôle homéostatique des valeurs Ωcf. Il ressort ainsi de cette étude des incertitudes plus marquées concernant la future résilience du genre Diploastrea et ses capacités de calcification face aux changements globaux.
Fig. 2. Effet de la température sur la chimie des carbonates du fluide interne pour Porites (n = 6, points bleus) comparé à celui pour Diploastrea (n = 6, points rouges).
Performances du mode express par rapport au mode standard pour δ18O, δD et 17O-excess avec un analyseur Picarro
Le développement récent de la spectroscopie optique a permis de développer l’utilisation des isotopes de l’eau dans les études climatiques, environnementales et hydrologiques. Un nombre croissant d'études inclut également le paramètre plus récent 17O-excess comme indicateur des effets de fractionnement cinétique dans le cycle de l'eau. Cependant, pour certaines applications telles que la science des carottes de glace, le signal 17O-excess à mesurer est très faible, de l'ordre de 10-20 ppm et il est difficile d’obtenir la précision demandée.
Nous présentons ici les résultats des performances du nouveau mode express et du mode standard développés pour δ18O, δD et maintenant aussi 17O-excess pour un analyseur Picarro. En mode standard, il y a une nouvelle injection de vapeur d'eau d'une durée de 4,5 minutes toutes les 9-10 minutes. Pour s'affranchir de l'effet mémoire, les premières injections sont supprimées ou une correction est appliquée qui dépend de la différence de composition isotopique de l'eau entre l'échantillon mesuré et le précédent. Pour chaque nouvel échantillon mesuré avec le mode express, la séquence commence par 6 injections de vapeur d'eau dans la cavité de 40 secondes chacune pour s'affranchir de l'effet mémoire. Elle est suivie par des injections de vapeur d’eau d’une durée de 2 minutes toutes les 5 minutes. L’avantage du mode express est d’éviter la correction d’effet mémoire et de diminuer le temps de mesure. Cela permet ainsi d'effectuer plus de réplicats, ce qui est important pour améliorer la précision des mesures, en particulier pour le 17O-excess. Nous présentons ici les résultats de plusieurs séries d'échantillons et de standards de différentes compositions isotopiques de l'eau (δ18O allant de -54 à 0 ‰) exécutées trois fois avec les modes standard et express et nous comparons les performances des deux modes. Les résultats sont tout à fait comparables pour le δ18O et δD, mais la précision pour le 17O-excess reste meilleure avec le mode standard.
Fig. 1. Comparaison de la durée des différents modes (en haut : 2 cycles de mesure en express mode ; en bas : 1 cycle en mode standard)
Fig. 2. Résultats de la comparaison entre les deux modes
Référence : Minster B. , Landais A. , Zuhr A., Hoffmann M. , Fourré E. Performances du mode express par rapport au mode standard pour δ18O, δD et 17O-excess avec un analyseur Picarro. Présentation EGU22-4278