La méthode de datation ²¹⁰Pb- ²²⁶Ra révèle des taux de croissance rapide des specimens Madrepora oculata et Lophelia pertusa vivant sur le plus gros récif corallien profond.

²¹⁰Pb- ²²⁶Ra chronology reveals rapid growth rate of Madrepora oculata and Lophelia pertusa on world's largest cold-water coral reef

Etude menée en collaboration entre EDYTEM, LSCE et l'Université de Plymouth à l'aide du LSM.

Dans cet article récemment publié dans Biogeosciences , nous utilisons la méthode de l'excès du plomb 210 ( ²¹⁰Pb) par rapport au radium 226 ( ²²⁶Ra) pour déterminer pour la première fois les taux de croissance de coraux profonds situés dans le plus grand récif corallien profond connu (Røst Reef, Nord du Cercle Arctique, au large de la Norvège). Les coraux d'eau froide, offrent un abri et une nurserie à de nombreuses espèces de poissons mais ils sont très peu connus et fortement impactés par les activités humaines (pêche, pollution, réchauffement climatique), dans ce cadre il est donc important de comprendre leurs dynamiques et leurs fonctionnements.

Des colonies des deux principales espèces Lophelia pertusa et Madrepora oculata ont été prélevées à 350 mètres de profondeur à l'aide d'un submersible (Figure 1). Les isotopes du Plomb et du Radium ont été mesurés le long des axes de croissance à l'aide de détecteurs alpha pour le Pb ; et grâce aux détecteurs gamma à très bas bruit de fond placés dans le Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) pour le Ra. C'est grâce au seuil de détection extrêmement sensible des détecteurs germanium placés dans cette cavité que ces mesures ont pu être réalisées.

En considérant les différents modes d'incorporation dans les coraux du ²¹⁰Pb et du ²²⁶Ra nous avons pu estimer leurs taux de croissance. Pour cela nous avons tenu compte de la décroissance exponentielle du ²¹⁰Pb incorporé initialement, de la re-croissance du ²¹⁰Pb liée au ²²⁶Ra et de la contamination de ²¹⁰Pb associée aux précipitations d'oxyde de Mn et de Fe, pas totalement enlevées sur les parties les plus âgées du corail.

Par exemple un spécimen de Madrepora oculata long de 45 cm a été daté à 40 ans avec un taux de croissance constant de 2 polypes par an (1,1 cm/an). Ce taux mesuré in situ est similaire à ceux obtenus sur des individus maintenus en aquarium sous conditions optimales de croissance. Nous avons ainsi démontré que la méthode de datation basée sur le couple ²¹⁰Pb- ²²⁶Ra permet de dater précisément ces espèces de coraux d'eau froide, permettant ainsi de les utiliser comme archives naturelles pour étudier les variations des masses d'eau océanique avec une résolution infra-annuelle et à l'échelle des derniers siècles.

In this paper recently published in Biogesociences, we show the use of the ²¹⁰Pb- ²²⁶Ra excess method to determine for the first time the growth rate deep-sea corals from the world's largest known cold-water coral reef, Røst Reef, north of the Arctic Circle off Norway. Colonies of each of the two species that build the reef, Lophelia pertusa and Madrepora oculata, were collected alive at 350 m depth using a submersible (Figure 1). Pb and Ra isotopes were measured along the major growth axis by low level alpha and gamma spectrometry (Laboratoire Souterrain de Modane, LSM) and trace element compositions were studied. ²¹⁰Pb and ²²⁶Ra differ in the way they are incorporated into coral skeletons. Hence, to assess growth rates, we considered the exponential decrease of initially incorporated ²¹⁰Pb, as well as the increase in ²¹⁰Pb from the decay of ²²⁶Ra and contamination with ²¹⁰Pb associated with Mn-Fe coatings that we were unable to remove completely from the oldest parts of the skeletons.

The 45.5 cm long branch of M. oculata was 40 yr with an average linear growth rate of 2 polyps per year. This rate is similar to the one obtained in aquarium experiments under optimal growth conditions.

We show here that ²¹⁰Pb- ²²⁶Ra dating can be successfully applied to determine the age and growth rate of cold-water corals if Mn-Fe oxide deposits can be removed. These cold-water coral provide thus archives for studies of intermediate water masses with an up to annual time resolution and spanning over many decades.

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