Projected impacts of climate change and ocean acidification on the global biogeography of planktonic Foraminifera

• Published in: Biogeosciences
• Main Authors: Roy, Tilla, Lombard, F., Bopp, Laurent, Gehlen, Marion
• Other Authors: Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2015
• Subjects: envir; geo; Ocean acidification; Planktonic foraminifera
• Online Access: https://doi.org/10.5194/bg-12-2873-2015; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01207717/file/bg-12-2873-2015.pdf; https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01207717

International audience Planktonic Foraminifera are a major contributor to the deep carbonate flux and their microfossil deposits form one of the richest databases for reconstructing paleoenvironments, particularly through changes in their taxonomic and shell composition. Using an empirically based planktonic foraminifer model that incorporates three known major physiological drivers of their biogeography – temperature, food and light – we investigate (i) the global redistribution of planktonic Foraminifera under anthropogenic climate change and (ii) the alteration of the carbonate chemistry of foraminiferal habitat with ocean acidification. The present-day and future (2090–2100) 3-D distributions of Foraminifera are simulated using temperature, plankton biomass and light from an Earth system model forced with a historical and a future (IPCC A2) high CO2 emission scenario. Foraminiferal abundance and diversity are projected to decrease in the tropics and subpolar regions and increase in the subtropics and around the poles. Temperature is the dominant control on the future change in the biogeography of Foraminifera. Yet food availability acts to either reinforce or counteract the temperature-driven changes. In the tropics and subtropics the largely temperature-driven shift to depth is enhanced by the increased concentration of phytoplankton at depth. In the higher latitudes the food-driven response partly offsets the temperature-driven reduction both in the subsurface and across large geographical regions. The large-scale rearrangements in foraminiferal abundance and the reduction in the carbonate ion concentrations in the habitat range of planktonic foraminifers – from 10–30 μmol kg−1 in their polar and subpolar habitats to 30–70 μmol kg−1 in their subtropical and tropical habitats – would be expected to lead to changes in the marine carbonate flux. High-latitude species are most vulnerable to anthropogenic change: their abundance and available habitat decrease and up to 10% of the volume of their habitat drops ...