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Les coccolithophoridés Nanoplancton calcaire Diaporama réalisé par Catherine Carruesco avec le concours scientifique de Jacques Giraudeau.

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1 Les coccolithophoridés Nanoplancton calcaire Diaporama réalisé par Catherine Carruesco avec le concours scientifique de Jacques Giraudeau

2 Structure dun coccolithophoridé

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4 Biologie Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines), exclusivement marins, apparus au Trias, colonisant toutes les surfaces océaniques. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines), exclusivement marins, apparus au Trias, colonisant toutes les surfaces océaniques. La cellule est globuleuse et entourée par une enveloppe sphérique : la coccosphère, qui est constituée par un assemblage de plaques calcaires quon appelle les coccolithes (entre 10 et 30μ). La cellule est globuleuse et entourée par une enveloppe sphérique : la coccosphère, qui est constituée par un assemblage de plaques calcaires quon appelle les coccolithes (entre 10 et 30μ). A la mort de la cellule, les coccolithes sont dissociés et sédimentent dans la colonne deau pour former une roche calcaire. (exple: la craie) A la mort de la cellule, les coccolithes sont dissociés et sédimentent dans la colonne deau pour former une roche calcaire. (exple: la craie)

5 Méthodes détudes Biocénose : échantillonnage dans la colonne deau, grâce à échantillonnage dans la colonne deau, grâce à –des bouteilles Niskin –des pompes in-situ –des pièges à particules Préparation de léchantillon Préparation de léchantillon –filtration à 0.8 µm –montage sur lame MO (x1000 en immersion et en lumière polarisée) –montage sur plot au MEB (x5000). Observation Observation –MO : mesure de biomasse (nbre de cellules par litre). –MEB : assemblages (diversité spécifique)

6 Thanatocénose : Echantillonnage Echantillonnage –carottiers –bennes Préparation déchantillons Préparation déchantillons –sédiments bruts (frottis) –séparation de fraction fine (centrifugation ou décantation) Observation : MO essentiellement donnant Observation : MO essentiellement donnant Labondance absolue (nbre de coccolithes par gramme de sédiment) Labondance absolue (nbre de coccolithes par gramme de sédiment) La diversité spécifique La diversité spécifique

7 Sédimentation des coccolithes Comment sétablit le lien entre biocénose et thanatocénose ? Comment sétablit le lien entre biocénose et thanatocénose ? Comment expliquer que la susceptibilité à la dissolution ne soit pas accentuée par la très petite taille des coccolithes ?(descente lente donc dissolution accentuée) Comment expliquer que la susceptibilité à la dissolution ne soit pas accentuée par la très petite taille des coccolithes ?(descente lente donc dissolution accentuée) Pourquoi trouve t-on des coccolithes dans les sédiments profonds (prof. >CCD) ? Pourquoi trouve t-on des coccolithes dans les sédiments profonds (prof. >CCD) ?

8 Réponses dans les années 80 seulement : Les particules sont piégées dans la colonne deau grâce à des vecteurs de transport : Réponses dans les années 80 seulement : Les particules sont piégées dans la colonne deau grâce à des vecteurs de transport : Pelotes fécales + Marine Snow (agrégats amorphes)

9 Intérêt : ces vecteurs protègent de la dissolution protègent de la dissolution accélèrent la vitesse de chute accélèrent la vitesse de chute –coccolithes 13cm / jour –pelotes fécales 200 m / jour –marine snow 100 m / jour réduisent les déplacements horizontaux au cours de leur descente dans la colonne deau (chute plus rapide) et induit donc une correspondance fidèle entre biocénose et thanatocénose. réduisent les déplacements horizontaux au cours de leur descente dans la colonne deau (chute plus rapide) et induit donc une correspondance fidèle entre biocénose et thanatocénose. 60 à 90 % des coccolithes survivent à la descente dans la colonne deau. 60 à 90 % des coccolithes survivent à la descente dans la colonne deau. Cependant, on note des changements des assemblages dus à la dissolution des formes fragiles dans la colonne deau et en particulier à linterface eau –sédiments. Cependant, on note des changements des assemblages dus à la dissolution des formes fragiles dans la colonne deau et en particulier à linterface eau –sédiments.

10 Rappels : Précipitation et altération des carbonates Lorsqu'on on travaille à un instant donné, aujourd'hui par exemple, on écrit l'équation Lorsqu'on on travaille à un instant donné, aujourd'hui par exemple, on écrit l'équation CaCO 3 + CO 2 + H 2 O 2 HCO Ca ++ Cela veut dire, par exemple, que l'eau de pluie absorbe du CO 2 atmosphérique, que cette pluie chargée de CO 2 attaque le calcaire, qui se trouve ainsi transformé en HCO 3 - et Ca ++. Cela veut dire, par exemple, que l'eau de pluie absorbe du CO 2 atmosphérique, que cette pluie chargée de CO 2 attaque le calcaire, qui se trouve ainsi transformé en HCO 3 - et Ca ++.ette pluie chargée de attaque le calcaireette pluie chargée de attaque le calcaire Il y a donc prélèvement de CO 2 dans l'atmosphère, qui se trouve alors transféré vers l'hydrosphère. Il y a donc prélèvement de CO 2 dans l'atmosphère, qui se trouve alors transféré vers l'hydrosphère. Cela veut dire, dans l'autre sens, que lorsqu'un coccolithe fabrique son test, il prélève 2 moles de HCO 3 - de l'hydrosphère, pour donner une mole de CaCO3 et une mole CO 2. Il piège donc une mole de CO 2. Cela veut dire, dans l'autre sens, que lorsqu'un coccolithe fabrique son test, il prélève 2 moles de HCO 3 - de l'hydrosphère, pour donner une mole de CaCO3 et une mole CO 2. Il piège donc une mole de CO 2. De plus, le CO 2 produit est récupéré pour la photosynthèse. De plus, le CO 2 produit est récupéré pour la photosynthèse.

11 Intérêts pour le lycée TS Application du principe de lactualisme Application du principe de lactualisme Les sédiments dont nous disposons ont été prélevés au large du Cap Vert, c'est-à-dire sous un climat subtropical, en eaux relativement chaudes en surface et peu turbides. Les sédiments dont nous disposons ont été prélevés au large du Cap Vert, c'est-à-dire sous un climat subtropical, en eaux relativement chaudes en surface et peu turbides. La présence de coccolithes témoigne donc : La présence de coccolithes témoigne donc : –milieu marin –zone compatible avec la précipitation des carbonates (température supérieure à 18 °C et milieu relativement calme) –peu dapports détritiques Bilan : Bilan : –Leur présence dénote un climat chaud et donc une période transgressive pour les moyennes et hautes latitudes. –Implication / quaternaire : ce sont des marqueurs des cycles glaciaires et interglaciaires au même titre que les globigérines au cours des évènements dHeinrich. –Ce sont donc dexcellents indicateurs de la nature des masses deau en relation avec les cycles climatiques.

12 Age (ans BP) Islande Gephyrocapsa sp. % d18O Températures Atmosphériques (Groenland) + - Températures eaux de surface (Nord-Islande) + - Coccolithes : traceurs de la nature des eaux de surface (température) au cours des derniers 3000 ans J. Giraudeau (CNRS, Univ. Bordeaux1) Irminger C. Dérive Nord Atlantique East Greenland C. E-Greenland C. ARCTIC FRONT SUB-ARCTIC FRONT Localisation de la carotte sédimentaire IMAGES core Md Circulation de surface et fronts hydrologiques en mers nordiques Arrivée des Vikings en Islande et colonisation du Groenland (Greenland)

13 Seconde : 1- Couplage atmosphère – hydrosphère Les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils jouent ainsi un rôle primordial dans le piégeage du CO2. Ils jouent ainsi un rôle primordial dans le piégeage du CO2. Une récente étude suggère que la préservation de la Matière Organique dans la colonne deau jusquà lenfouissement est améliorée par la chute rapide dans les pelotes fécales et dans les marines snows. Une récente étude suggère que la préservation de la Matière Organique dans la colonne deau jusquà lenfouissement est améliorée par la chute rapide dans les pelotes fécales et dans les marines snows. Co-transport coccolithes et MO soppose à la dégradation de la MO qui libère donc moins de CO 2. Co-transport coccolithes et MO soppose à la dégradation de la MO qui libère donc moins de CO 2.

14 2- Impact sur le climat Présence de Blooms de coccolithophoridés repérés grâce à limagerie satellitaire, surtout dans les zones subpolaires et dans les zones de marges. Présence de Blooms de coccolithophoridés repérés grâce à limagerie satellitaire, surtout dans les zones subpolaires et dans les zones de marges. Notamment au large de Terre- Neuve Notamment au large de Terre- Neuve

15 bloom Terre-neuve Océan Atlantique Golfe du St Laurent

16 Albédo de locéan : Les blooms de coccolithophoridés provoquent un effet miroir grâce à leur forte concentration Les blooms de coccolithophoridés provoquent un effet miroir grâce à leur forte concentration Blooms Emiliania Huxleyi = % albédo de la planète soit une perte de – 0.35 W/m2 Blooms Emiliania Huxleyi = % albédo de la planète soit une perte de – 0.35 W/m2

17 Chaleur océanique Plus de chaleur et de lumière sont renvoyées vers latmosphère entraînant globalement un refroidissement de la colonne deau. Plus de chaleur et de lumière sont renvoyées vers latmosphère entraînant globalement un refroidissement de la colonne deau.

18 Albédo des nuages Les coccolithophoridés sont les espèces qui produisent le plus de DMS (diméthylsulfure CH3 S CH3) qui est issu de la décomposition des cellules du phytoplancton dans la couche supérieure de locéan et qui séchappe dans latmosphère. Les coccolithophoridés sont les espèces qui produisent le plus de DMS (diméthylsulfure CH3 S CH3) qui est issu de la décomposition des cellules du phytoplancton dans la couche supérieure de locéan et qui séchappe dans latmosphère. Le DMS soxyde en dioxyde SO2 puis en sulfate SO4 qui condense en minuscules particules aérosols qui agissent comme des noyaux pour la formation des gouttes de pluie et des nuages. Le DMS soxyde en dioxyde SO2 puis en sulfate SO4 qui condense en minuscules particules aérosols qui agissent comme des noyaux pour la formation des gouttes de pluie et des nuages. Les nuages et donc les coccolithophoridés participent activement au bilan de lalbédo de la planète Les nuages et donc les coccolithophoridés participent activement au bilan de lalbédo de la planète


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