les sédiments biogènes proviennent des restes d’organismes vivants qui se déposent sous forme de sédiments lorsque les organismes meurent. Ce sont les” parties dures « des organismes qui contribuent aux sédiments; des choses comme les coquilles, les dents ou les éléments squelettiques, car ces parties sont généralement minéralisées et résistent mieux à la décomposition que les” parties molles » charnues qui se détériorent rapidement après la mort.
les sédiments macroscopiques contiennent de gros restes, tels que des squelettes, des dents ou des coquilles d’organismes plus gros., Ce type de sédiments est assez rare sur la majeure partie de l’océan, car les gros organismes ne meurent pas dans une abondance suffisamment concentrée pour permettre à ces restes de s’accumuler. Une exception concerne les récifs coralliens; ici, il y a une grande abondance d’organismes qui laissent derrière eux leurs restes, en particulier les fragments des squelettes pierreux des coraux qui constituent un grand pourcentage de sable tropical.
les sédiments microscopiques sont constitués des parties dures d’organismes microscopiques, en particulier de leurs coquilles, ou des tests., Bien que très petits, ces organismes sont très abondants et comme ils meurent par milliards chaque jour, leurs tests coulent au fond pour créer des sédiments biogènes. Les sédiments composés de tests microscopiques sont beaucoup plus abondants que les sédiments provenant de particules macroscopiques, et en raison de leur petite taille, ils créent des couches de sédiments à grain fin et pâteux. Si la couche sédimentaire est constituée d’au moins 30% de matériaux biogènes microscopiques, elle est classée comme un suintement biogène. Le reste du sédiment est souvent composé d’argile.,
Les principales sources de sédiments biogènes microscopiques sont les algues unicellulaires et les protozoaires (créatures unicellulaires ressemblant à des amibes) qui sécrètent des tests de carbonate de calcium (CaCO3) ou de silice (SiO2). Les tests de silice proviennent de deux groupes principaux, les diatomées (algues) et les radiolaires (protozoaires) (Figure 12.3.1).
Les diatomées sont des membres importants du phytoplancton, les petits photosynthétiseurs d’algues dérivantes. Une diatomée est constituée d’une seule cellule algale entourée d’une coquille de silice élaborée qu’elle sécrète elle-même., Les diatomées se présentent sous une gamme de formes, allant des formes allongées pennées aux formes rondes ou centrées qui ont souvent deux moitiés, comme une boîte de Pétri (Figure 12.3.1 à gauche). Dans les zones où les diatomées sont abondantes, le sédiment sous-jacent est riche en diatomées siliceuses et est appelé Terre de diatomées (voir encadré ci-dessous).
à Quoi servent les diatomées?
Les diatomées sont un élément essentiel de l’écosystème mondial pour leur rôle dans la production primaire océanique et la création d’une grande partie de l’oxygène que les organismes respirent. Mais les diatomées sont également importantes pour de nombreuses applications industrielles et agricoles., En raison de la granulométrie très fine et de la structure en treillis des tests de diatomées, la terre de diatomées a été utilisée comme agent filtrant dans des choses comme les filtres de piscine et le brassage de la bière. Les tests microscopiques ont été ajoutés comme abrasif au dentifrice, aux nettoyants pour le visage et aux agents de nettoyage ménagers. Alfred Nobel a utilisé la terre de diatomées pour stabiliser la nitroglycérine dans la production de dynamite. La terre de diatomées présente également des propriétés insecticides en stimulant la déshydratation chez les insectes., Il est commercialisé à cette fin dans l’agriculture, ainsi que pour un usage domestique pour lutter contre les fourmis, les cafards et les punaises de lit. La terre de diatomées « de qualité alimentaire » est également entrée sur le marché, les partisans vantant une gamme d’avantages pour la santé découlant de sa consommation. C’est une gamme assez impressionnante d’utilisations d’une algue microscopique!
Les radiolaires sont des protozoaires planctoniques (qui font partie du zooplancton), qui, comme les diatomées, sécrètent un test de silice., Le test entoure la cellule et peut comprendre un réseau de petites ouvertures à travers lesquelles le radiarien peut étendre un « bras” ou un pseudopode semblable à une amibe (Figure 12.3.1 à droite). Les tests radiolaires montrent souvent un certain nombre de rayons dépassant de leurs coquilles qui aident à la flottabilité. Les suintements dominés par des tests de diatomées ou de radiolaires sont appelés suintements siliceux.
comme les sédiments siliceux, le carbonate de calcium ou les sédiments calcaires sont également produits à partir des tests d’algues microscopiques et de protozoaires; dans ce cas, les coccolithophores et les foraminifères., Les Coccolithophores sont des algues planctoniques unicellulaires environ 100 fois plus petites que les diatomées. Leurs tests sont composés d’un certain nombre de plaques de CaCO3 imbriquées (coccolithes) qui forment une sphère entourant la cellule (Figure 12.3.2 à gauche). Lorsque les coccolithophores meurent, les plaques individuelles s’enfoncent et forment un suintement. Au fil du temps, le coccolithophore suinte se lithifie pour devenir de la craie. Les célèbres falaises blanches de Douvres en Angleterre sont composées de suintements riches en coccolithophores qui se sont transformés en dépôts de craie (Figure 12.3.2 à droite).,
les foraminifères (aussi appelés « forams”) sont des protozoaires dont les tests sont souvent chambrés, semblables aux coquilles des escargots. Au fur et à mesure que l’organisme se développe, il sécrète de nouvelles chambres plus grandes dans lesquelles résider. La plupart des foraminifères sont benthiques, vivant sur ou dans les sédiments, mais certaines espèces planctoniques vivent plus haut dans la colonne d’eau. Lorsque les coccolithophores et les foraminifères meurent, ils forment des suintements calcaires.,
Les couches sédimentaires calcaires plus anciennes contiennent les restes d’un autre type d’organisme, les discoasters; des algues unicellulaires apparentées aux coccolithophores qui ont également produit des tests de carbonate de calcium. Les tests Discoaster étaient en forme d’étoile et atteignaient des tailles de 5 à 40 µm de diamètre (Figure 13.3.4). Les Discoasters ont disparu il y a environ 2 millions d’années, mais leurs tests restent dans des sédiments tropicaux profonds antérieurs à leur extinction.
en raison de leur petite taille, ces tests coulent très lentement; un seul test microscopique peut prendre environ 10 à 50 ans pour couler au fond! Étant donné que la lente descente, un courant de seulement 1 cm/s pourraient porter le test autant que 15 000 km de son point d’origine avant qu’il n’atteigne le fond., Pourtant, malgré cela, nous constatons que les sédiments d’un endroit particulier correspondent bien aux types d’organismes et au degré de productivité qui se produisent dans l’eau au-dessus. Cela signifie que les particules de sédiments doivent couler au fond à un rythme beaucoup plus rapide, de sorte qu’elles s’accumulent en dessous de leur point d’origine avant que les courants ne puissent les disperser. Quel est le mécanisme de cette augmentation du taux de naufrage?, Apparemment, la plupart des tests ne coulent pas en tant que particules individuelles; environ 99% d’entre eux sont d’abord consommés par un autre organisme, puis sont agrégés et expulsés sous forme de grosses boulettes fécales, qui coulent beaucoup plus rapidement et atteignent le fond de l’océan en seulement 10-15 jours. Cela ne donne pas aux particules autant de temps pour se disperser, et les sédiments ci-dessous refléteront la production se produisant près de la surface. Le taux accru de descente à travers ce mécanisme est appelé le « fecal express., »
comme indiqué dans l’ouverture de ce chapitre, l’examen des sédiments marins nous permet d’en apprendre beaucoup sur les processus océanographiques et atmosphériques, passés et présents. Les sédiments biogènes ne font pas exception, et ils peuvent nous permettre de reconstruire l’histoire du climat passé à partir des rapports isotopiques de l’oxygène.
Les atomes d’oxygène existent sous trois formes, ou isotopes, dans l’eau de mer: O16, O17 et O18 (le nombre fait référence aux masses atomiques des isotopes). O16 est la forme la plus courante, suivie de O18 (O17 est rare)., O16 est plus léger que O18, de sorte qu’il s’évapore plus facilement, conduisant à la vapeur d’eau qui a une proportion plus élevée de O16. Pendant les périodes de climat plus frais, la vapeur d’eau se condense en pluie et en neige, ce qui forme de la glace glaciaire qui contient une forte proportion d’O16. L’eau de mer restante a donc une proportion relativement plus élevée d’O18. Les organismes marins qui incorporent de l’oxygène dissous dans leurs coquilles sous forme de carbonate de calcium auront donc des coquilles avec une proportion plus élevée d’isotope O18. En d’autres termes, le rapport O16:O18 dans les coquilles sera faible pendant les périodes de climat plus froid.,
lorsque le climat se réchauffe, la glace glaciaire fond, libérant O16 de la glace et le renvoyant dans les océans, augmentant le rapport O16:O18 dans l’eau. Maintenant, lorsque les organismes incorporent de l’oxygène dans leurs coquilles, les coquilles contiendront un rapport O16:O18 plus élevé. Les scientifiques peuvent donc examiner les sédiments biogènes, calculer les rapports O16:O18 pour des échantillons d’âges connus et, à partir de ces rapports, déduire les conditions climatiques dans lesquelles ces coquilles se sont formées., Les mêmes types de mesures peuvent également être prises à partir de carottes de glace; une diminution de 1 ppm O18 entre les échantillons de glace représente une diminution de la température de 1,5 O C.
sédiments créés à partir des restes d’organismes (12,3)
Les parties dures en forme de coquille (silice ou carbonate) de petits organismes tels que les radiolaires et les foraminifères (12,3)
un sédiment composé de >30% de matière biogène (12.3)
particule de sédiment de moins de 1/256 mm de diamètre (12.,1)
algues photosynthétiques qui font leurs tests (coquilles) à partir de silice (7.2)
microscopiques (0.1 à 0.2 mm) protozoaires marins qui produisent des coquilles de silice (12.3)
algues dérivantes, généralement unicellulaires qui subissent la photosynthèse (7.1)
la production de composés organiques à partir de dioxyde de carbone et d’eau, en utilisant la lumière du soleil comme source d’énergie (5.5)
sédiments pulvérulents composés de diatomées de silice (12.3)
petits organismes carnivores dérivants (7.,1)
les sédiments dominé par des particules de silice, souvent à partir de coquilles d’organismes marins (7.2)
les sédiments composé de carbonate de calcium, souvent à partir de coquilles d’organismes marins (12.3)
d’algues photosynthétiques qui fait son test (coquille) de carbonate de calcium (7.2)
la conversion de meubles de sédiments dans la roche par compactage et de cimentation (12.1)
unicellulaire protiste avec une coquille qui est généralement faite de carbonate de calcium (12.3)
fait référence à l’environnement des fonds marins (1.,3)
un organisme qui ne peut pas nager efficacement, donc il dérive avec les courants (7.1)
une forme éteinte d’algues unicellulaires qui ont produit des tests calcaires que l’on peut encore trouver dans certains sédiments marins (12.3)
formes du même élément qui contiennent un nombre égal de protons mais un nombre différent de neutrons dans leurs noyaux
parties par million