Ecologie des foraminifères planctoniques du golfe de Gascogne ...

tel-00480660, version 1 - 4 May 2010
1. Introduction
Chapitre VII
L’utilisation des rapports entre les isotopes stables des carbonates fossiles comme un outil de
reconstruction des changements de températures passées fut suggérée par Urey (1947), qui
travailla sur le contrôle thermodynamique de la température sur les fractionnements
isotopiques de l’oxygène. Depuis, le rapport isotopique de l’oxygène est devenu l’un des plus
importants outils en paléocéanographie et paléoclimatologie. Dans les sédiments marins, la
composition isotopique de l’oxygène des foraminifères est principalement utilisée pour
reconstituer les températures de surface et les salinités (e.g. Urey, 1947 ; Emiliani, 1954 ;
Shackleton, 1974), et les masses d’eaux présentes ainsi que leur stratification (e.g. Duplessy et
al., 1991 ; Niebler et al., 1999 ; Cléroux et al., 2007 ; Steph et al., 2009). Cependant, la
compréhension des valeurs isotopiques de l’oxygène des foraminifères planctoniques n’est
pas évidente, car au moins six importants paramètres déterminent leur composition isotopique
: 1) La composition isotopique de l’eau de mer ambiante, où le foraminifère sécrète son test
en calcite. Le δ 18 O de l’eau de mer est contrôlé par les processus d’évaporation – précipitation
et le transport de la vapeur d’eau, ainsi que par le volume de glace stocké sur les continents.
2) La température ambiante de la masse d’eau. Beaucoup d’études ont montré que le δ 18 O des
foraminifères avait des compositions plus légères en isotopes de l’oxygène pour des eaux plus
chaudes, suivant des relations proches de la relation thermodynamique de la calcite
inorganique (e.g. Erez et Luz, 1983 ; Bouvier-Soumagnac et Duplessy, 1985 ; Bémis et al.,
1998). 3) Les variations de la concentration en ion carbonate (Bijma et al., 1999), de
l’alcalinité et du pH (Spero et al., 1997 ; Zeebe, 1999 ; Mulitza et al., 2003) peuvent faire
varier de ±0,3‰ le δ 18 O du test du foraminifère (Mulitza et al., 2003). 4) les « effets vitaux »
(Urey et al., 1951). Les effets ontogéniques ont été reconnus comme entrainant une déviation
par rapport aux valeurs isotopiques de la calcite à l’équilibre. Ces effets peuvent être liés au
métabolisme, à la croissance, au taux de calcification (Ortiz et al., 1996), aux effets des
symbiontes (Bijma et Hemleben, 1994 ; Spero et al., 1996). 5) La calcification gamétogénique
et la calcification secondaire apportent une calcification additionnelle qui se ferait en
profondeur, entrainant une composition isotopique plus positive (Bé, 1980 ; Duplessy et al.,
1981). La calcification gamétogénique, consistant à sécrétion additionnelle de calcite avant la
gamétogénèse (Bé, 1980), ne s’effectuerait que pour certaines espèces. En revanche, la
calcification secondaire pourrait compter pour 20% du poids en carbonate du test du
foraminifère et ce quelque soit l’espèce (Lohmann, 1995). 6) La dissolution des carbonates,
qui semble être sélective en fonction de la structure du test des foraminifères. Certaines
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