Une étude multinationale renverse une hypothèse vieille de 130 ans sur la chimie de l’eau de mer – Technoguide

Il y a plus dans l’eau de mer que le sel. La chimie des océans est un mélange complexe de particules, d’ions et de nutriments. Et pendant plus d’un siècle, les scientifiques ont estimé que certains rapports ioniques étaient relativement constants dans l’espace et dans le temps.

Mais maintenant, après une décennie de recherche, une étude multinationale a réfuté cette hypothèse. Debora Iglesias-Rodriguez, professeure et vice-présidente du Département d’écologie, d’évolution et de biologie marine de l’UC Santa Barbara, et ses collègues ont découvert que les ratios d’eau de mer de trois éléments clés varient à travers l’océan, ce qui signifie que les scientifiques devront réexaminer de nombreux de leurs hypothèses et modèles. Les résultats figurent dans les actes de la National Academy of Sciences.

Le calcium, le magnésium et le strontium (Ca, Mg et Sr) sont des éléments importants de la chimie des océans, impliqués dans un certain nombre de processus biologiques et géologiques. Par exemple, une foule d’animaux et de microbes différents utilisent du calcium pour construire leurs squelettes et leurs coquilles. Ces éléments pénètrent dans l’océan via les rivières et les caractéristiques tectoniques, telles que les évents hydrothermaux. Ils sont absorbés par des organismes comme le corail et le plancton, ainsi que par les sédiments océaniques.

La première approximation de la composition moderne de l’eau de mer a eu lieu il y a plus de 130 ans. Les scientifiques qui ont mené l’étude ont conclu que, malgré des variations mineures d’un endroit à l’autre, les rapports entre les principaux ions dans les eaux de l’océan ouvert sont presque constants.

Les chercheurs ont généralement accepté cette idée depuis lors, et cela avait beaucoup de sens. Sur la base du lent renouvellement de ces éléments dans l’océan – de l’ordre de millions d’années – les scientifiques ont longtemps pensé que les rapports de ces ions resteraient relativement stables sur de longues périodes de temps.

“Le message principal de ce document est que nous devons revoir ces ratios”, a déclaré Iglesias-Rodriguez. “Nous ne pouvons pas simplement continuer à faire les hypothèses que nous avons faites dans le passé essentiellement basées sur le temps de résidence de ces éléments.”

En 2010, Iglesias-Rodriguez participait à une expédition de recherche sur la plaine abyssale de Porcupine, une région du fond marin de l’Atlantique Nord à l’ouest de l’Europe. Elle avait invité un de ses anciens étudiants, l’auteur principal de cet article, Mario Lebrato, qui poursuivait son doctorat à l’époque.

Leur étude a analysé la composition chimique de l’eau à différentes profondeurs. Lebrato a constaté que les ratios Ca, Mg et Sr de leurs échantillons s’écartaient considérablement de ce qu’ils avaient prévu. La découverte était intrigante, mais les données provenaient d’un seul endroit.

Au cours des neuf années suivantes, Lebrato a réalisé une enquête mondiale sur ces ratios d’éléments. Des scientifiques, dont Iglesias-Rodriguez, ont collecté plus de 1 100 échantillons d’eau lors de 79 croisières allant de la surface de l’océan à 6 000 mètres de profondeur. Les données provenaient de 14 écosystèmes répartis dans 10 pays. Et pour maintenir la cohérence, tous les échantillons ont été traités par une seule personne dans un laboratoire.

Les résultats du projet ont renversé l’hypothèse vieille de 130 ans du champ sur la chimie de l’eau de mer, révélant que le rapport de ces ions varie considérablement à travers l’océan.

Les scientifiques utilisent depuis longtemps ces ratios pour reconstruire les conditions océaniques passées, comme la température. “L’implication principale est que les paléo-reconstructions que nous avons menées doivent être revisitées”, a expliqué Iglesias-Rodriguez, “parce que les conditions environnementales ont un impact substantiel sur ces ratios, qui ont été négligés.”

Les océanographes ne peuvent plus supposer que les données dont ils disposent sur la chimie des océans du passé représentent l’ensemble de l’océan. Il est devenu clair qu’ils ne peuvent extrapoler que les conditions régionales à partir de ces informations.

Cette révélation a également des implications pour la science marine moderne. Les rapports Mg / Ca de l’eau de mer affectent la composition des coquilles d’animaux. Par exemple, une teneur plus élevée en magnésium a tendance à rendre les coquilles plus vulnérables à la dissolution, ce qui est un problème permanent car l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone rend progressivement l’océan plus acide. “Biologiquement parlant, il est important de déterminer ces ratios avec un certain degré de certitude”, a déclaré Iglesias-Rodriguez.

Le dernier projet d’Iglesias-Rodriguez se concentre sur l’application de la dissolution des roches comme méthode de lutte contre l’acidification des océans. Elle cherche à réduire l’acidité de l’eau de mer à l’aide de pierres pulvérisées comme l’olivine et la roche carbonatée. Cette intervention modifiera probablement l’équilibre des ions dans l’eau, ce qui mérite d’être pris en considération. Alors que le changement climatique se poursuit sans relâche, cette intervention pourrait aider à maîtriser l’acidité dans de petites zones, comme les récifs coralliens.

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