The effects of ocean acidification on calcification and incorporation of isotopes in Mediterranean pteropods and foraminifers

par Ella Howes

Thèse de doctorat en Sciences de l'Environnement Océanographique et Environnements Marins

Sous la direction de Jelle Bijma et de Jean-Pierre Gattuso.

Soutenue le 05-06-2014

à Paris 6 en cotutelle avec School of Engineering and Science (Brême) , dans le cadre de École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research - AWI (GERMANY) (laboratoire) et de Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (laboratoire) .

Le jury était composé de Geraint Tarling, Jason Hall-Spencer, Gaby Gorsky, Andrea Koschinsky, Fabian Lombard.

  • Titre traduit

    Les effets de l'acidification des océans sur le potentiel de calcification et l'intégration des éléments et des isotopes dans les ptéropodes méditerranéens et les foraminifères


  • Résumé

    Cette étude a utilisé une approche interdisciplinaire pour évaluer les effets de l'acidification de l'océan sur des ptéropodes et les foraminifères Méditerranéennes. Une comparaison d'échantillons conservés et modernes de 2 espèces de ptéropodes a été réalisée pour étudier les effets du pH sur les propriétés de la coquille. Des populations de ptéropodes ont également été analysées à l'aide des données de séries temporelles. Pour permettre l'amélioration de futures expériences de perturbation, une revue collaborative des techniques de culture de ptéropodes a été produite. Enfin, le foraminifère O. universa a été cultivé dans des conditions de pH et de [CO32-] découplés pour évaluer les effets des changements dans la chimie du carbonate sur la composition en bore et le ?11B. Les coquilles des échantillons conservés de ptéropodes étaient plus épaisses que celles collectées en 2012 et les coquilles de C. inflexa recueillies en 1910 étaient nettement plus denses que celles de 2012, probablement en raison d'un effet de pH. Les abondances de ptéropodes ont montré une tendance croissante entre 1967-2003 et se sont révélées être influencées par les changements de température interannuelles, sans que des changements dans les propriétés des coquilles n'ai eu d'impacts négatifs. Lors de la dernière étude le pH était le seul paramètre du système de carbonate a affecter le ?11Bde la calcite de O. universa. Le B/Ca a diminué avec la diminution du [CO23-] à pH constant mais n'a pas montré de tendance cohérente avec une [CO23-] constant et un pH variable. Au lieu de cela, une étroite corrélation entre les B / Ca et [HCO3-] suggérant que le bore est contrôlé par la [HCO3-].


  • Résumé

    This study used an interdisciplinary approach to assess the effects of ocean acidification on Mediterranean pteropods and foraminifers. A comparison of museum and modern samples of two pteropod species investigated the effects of pH on shell properties. Pteropod populations were analysed using time series data. To improve future perturbation experiments, a collaborative review of pteropod culture techniques was produced. Finally, the foraminifer O. universa was cultured under decoupled pH and [CO32-] to assess the effects of changes in the carbonate chemistry on boron incorporation and isotope fractionation. Museum pteropod samples were thicker than shells from 2012 and C. inflexa shells collected in 1910 were significantly denser than those from 2012, possibly due to a pH effect. Pteropod abundances displayed an increasing trend between 1967-2003 and are influenced by inter- annual temperature changes, with no sign of the observed changes in shell properties having had negative impacts. pH was the sole parameter of the carbonate system that affected the δ11B of O. universa calcite. The B/Ca ratio decreased with decreasing [CO32-] at constant pH but did not show consistent trends at constant [CO32-] and varying pH. Instead, a close correlation of B/Ca ratios and [HCO3-] was observed suggesting that boron is controlled by the [HCO3-].


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