Cours 13 - Les océans : silicium et métaux traces

Question 1

Quel est l’importance du silicium dans les océans?

Answer 1

Le silicate (SiO4(-4)), la forme ionique du silicium, est utilisé par les organismes pour former des frustules de silice (SiO2).

Question 2

Décrivez les sources de silicium dans l’océan en ordre d’importance.

Answer 2

1. Rivières (89%)
2. Poussières (8%)
3. Sources hydrothermales (3%)

Question 3

Qu’est-ce qui explique que le lessivage de la roche dans les forêts tropicaux apporte autant de silicium dans les océans?

Answer 3

Le silicium est l’élément qui est le deuxième plus abondant dans la croûte terrestre après l’oxygène. Le lessivage de la croûte va donc contenir beaucoup de silicium.

Question 4

Chez les diatomées, qui consomme énormément de silicium, quel est le rapport Redfield modifié?

Answer 4

106C : 16N : 15Si : 1P.

Question 5

Quel est le seul puit de silicium pour les océans?

Answer 5

La sédimentation de silice biogénique (surtout après la mort des diatomées).

Question 6

Vrai ou Faux: Le cycle de silicium ne contient pas de phases gazeuses.

Answer 6

Vrai.

Question 7

Pourquoi est-il difficile de mesurer la concentration de fer dans les océans?

Answer 7

Il y a des hauts risques de contamination, surtout sur un navire en métal.

Question 8

Quel est l’utilité des métaux traces dans les océans?

Answer 8

Ils sont primordiaux dans certaines voies métaboliques.

Question 9

Qu’est-ce qui explique la faible abondance du fer dans l’océan moderne?

Answer 9

L’oxydation de l’océan suite à l’apparition de la photosynthèse à quasiment oxydé tout le fer qui se trouvait dans l’océan et il s’est précipité. Le fer oxydé (du Fe(+II) à Fe(+III)) est très peu soluble dans l’eau. La grande majorité du fer bio-disponible fait parti de complexes organiques ou inorganiques.

Question 10

Que sont les sidérophores? En quoi sont-ils important?

Answer 10

Les sidérophores sont des chélateurs / ligands produit par des cyanobactéries. Les chélateurs sont des substances qui se lie à une autre substance pour la rendre insoluble. Les sidérophore en particulier sont important pour que les organismes puissent acquérir le fer.

Question 11

Vrai ou Faux: Plus la taille de la particule de fer augmente, plus il est biodisponible.

Answer 11

Faux: L’inverse est vrai.

Question 12

De quoi dépend la concentration du fer dans les eaux du large?

Answer 12

1. Apports éoliens (poussières et cendres volcaniques)
2. Mélange vertical et diffusion verticale
3. Advection (déplacement latéral)

Question 13

Vrai ou Faux: Il y a très peu de recyclage de fer dans la couche photique de l’océan.

Answer 13

Faux. Le recyclage de fer est très important.

Question 14

Il y a une très haute concentration de nitrate dans l’océan Austral. Pourtant, la PPN est très faible. Pourquoi?

Answer 14

L’apport de fer est très faible dans l’océan Austral car il n’y a pas de poussières désertiques pour supplémenter l’océan.

Question 15

Vrai ou Faux: Une grande augmentation de poussières ferreuses aurait pour effet de réduire la température globale.

Answer 15

Vrai. Une augmentation en poussière ferreuse pourrait être responsable d’une diminution en CO2 et en CH4 et donc de la température globale. La capacité aux océans d’absorber le CO2 serait donc augmenté par la présence de fer.

Question 16

Est-ce que l’hypothèse de Martin (qu’une augmentation de fer dans l’océan Australe amenerait à une augmentation de CO2 séquestré) a fonctionné?

Answer 16

No, this is the absolute pinnacle of tomfoolery. Elle ne fonctionne pas parce que:

1. Oui, il y a eu une augmentation, mais elle a été très faible.
2. Seulement ca. 10% du carbone organique particulaire (COP) produit dans la couche de mélange de surface est retrouvé dans les trappes à sédiments à 120m de profondeur
3. Environ 70% du déficit en COP dans la couche de mélange est attribuable à la minéralisation par les bactéries et au broutage par le zooplancton.

Question 17

Décrivez brièvement l’importance du zinc, du nickel, du mercure et du manganèse dans les océans.

Answer 17

Zinc:
Composant essentiel de l’anhydrase carbonique, important pour la photosynthèse. Peut être limitant.
Nickel:
Correlé avec l’utilisation de P. Présent dans l’uréase, donc essentielle pour les espèces qui utilisent l’urée comme source d’azote.
Mercure: Principalement à cause des dépots atmosphériques, mais il se re-volatilise très rapidement. Peut être converti en méthylmercure dans des eaux anoxiques, qui peut être une neurotoxine.
Manganèse: Essentielle pour la photosynthèse. Aucune évidence de limitation

Question 18

Quel est l’importance des sources hydrothermales dans les océans?

Answer 18

L’eau qui en sort est souvent riche en minéraux qui sont rares dans les profondeurs océaniques, notamment le fer, le manganèse, le silice (SiO2) et le zinc.

Question 19

Distinguez entre les 4 types de sources hydrothermales.

Answer 19

Les fumeurs noirs : Ces sources se développent sur l’axe des dorsales. Elles se présentent sous forme de cheminées.
Les fumeurs blancs : Ils rejettent du sulfate de calcium à des températures moins élevées (entre 200 et 300 degrés), leurs eaux n’ayant pas pénétrées aussi profond dans la croûte océanique.
Les émissions diffuses : Suintements en surface. Les fluides sont extrêmement dilués et à faible température (3 à 50°C).
Les sources froides : Ce ne sont donc pas des sources hydrothermales. Mais elles présentent beaucoup de similarités avec elles. Par exemple, elles abritent des écosystèmes chimiosynthétiques similaires à ceux des sources hydrothermales. Ce type de source apparaît sur les marges continentales.