Carbonate dissolution by reef microbial borers: a biogeological process producing alkalinity under different pCO 2 conditions

• Published in: Facies
• Main Authors: Tribollet, Aline, Chauvin, Anne, Cuet, Pascale
• Other Authors: Cycles biogéochimiques marins : processus et perturbations (CYBIOM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire d'Excellence CORAIL (LabEX CORAIL), Université des Antilles (UA)-Institut d'écologie et environnement-Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Université de La Réunion (UR)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Ecologie marine tropicale dans les Océans Pacifique et Indien (ENTROPIE Réunion ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), French Ministry of Ecology Institut de Recherche pour le Developpement
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: microborers; coral reefs; euendoliths; ocean acidification; seawater alkalinity; Biogenic carbonate dissolution; [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; Ocean acidification
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02193013; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02193013/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02193013/file/Tribollet%20et%20al.%20-%202019%20-%20Carbonate%20dissolution%20by%20reef%20microbial%20borers%20a%20.pdf; https://doi.org/10.1007/s10347-018-0548-x

International audience Rising atmospheric CO 2 is acidifying the world's oceans, affecting both calcification and dissolution processes in coral reefs. Among processes, carbonate dissolution by bioeroding microflora has been overlooked, and especially its impact on seawater alkalinity. To date, this biogeological process has only been studied using microscopy or buoyant weight techniques. To better understand its possible effect on seawater alkalinity, and thus on reef carbonate budget, an experiment was conducted under various seawater chemistry conditions (2 ≤ Ω arag ≤ )3.5 corresponding to 440 ≤ pCO 2 (µatm) ≤ 940) at 25 degrees C under night and daylight (200 µmol photons m -2 s -1 ) with natural microboring communities colonizing dead coral blocks (New Caledonia). Both the alkalinity anomaly technique and microscopy methods were used to study the activity of those communities dominated by the chlorophyte Ostreobium sp. Results show that (1) the amount of alkalinity released in seawater by such communities is significant and varies between 12.8 +/- 0.7 at Ω Arag ~ 2 and 5.6 +/- 0.4mmol CaCO 3 m -2 day -1 at Ω Arag ~ 3-3.5 considering a 12:12 photoperiod; (2) although dissolution is higher at night (~ 80 vs. 20% during daylight), the process can occur under significant photosynthetic activity; and (3) the process is greatly stimulated when an acidity threshold is reached (pCO 2 920 µatm vs. current conditions at constant light intensity). We show that carbonate dissolution by microborers is a major biogeochemical process that could dissolve a large part of the carbonates deposited by calcifying organisms under ocean acidification.