Quantificare la produzione carbonatica
delle alghe coralline (Rhodophyta):
dalla pianta alla scala di bacino
Basso D., Caragnano A., Bracchi V.
Dipartimento di Scienze Geologiche e Geotecnologie
Università degli Studi di Milano-Bicocca - Italy
Produzione di CaCO3 (high-Mg calcite) da parte
delle alghe rosse coralline di fondo mobile
Le BIG FOUR comunità bentoniche dominate
da macrofite (Foster 2001):
INTRODUZIONE
1. Fondi a laminarie
2. Praterie a fanerogame
3. Scogliere ad alghe calcaree (coralligeno)
4. Fondi a rodoliti (incluso maërl)
1 cm
Da sito MarLIN
INTRODUZIONE
1 cm
Rhodolith bed:
copertura >
10% di
coralline vive
(Steller et al. 2003)
morphology
structure
1cm
1.5 mm
RAMI LIBERI
(maerl s.s.)
www.marlin.ac.uk
RODOLITI
NUCLEATE
o
PRÂLINES
1cm
1cm
4 cm
RODOLITI
“BOXWORK”
3 cm
1cm
Basso, 1998
Quale è il contributo delle alghe coralline
al bilancio globale del Carbonio?
SCOPO
1. Quanto cresce la singola pianta ?
2.
Quanto sono vaste le aree in cui le coralline sono
presenti/dominanti?
3.
In Mediterraneo il maerl è raro, ma noduli sparsi di
coralline sono comunissimi: quanto contribuiscono
le coralline alla composizione dei sedimenti attuali
(forme a vita libera e frammenti di forme
attaccate)?
4.
Quanto carbonato totale producono le coralline
sulle piattaforme continentali del Mediterraneo?
•Raccolta in immersione
Dic. 2002
Apr. 2007
METODI: crescita della pianta
Ago. 2009
•Colorazione con AlizarinaS
Campioni di diverse specie dopo
incubazione per 24h in soluzione
con acqua di mare e Alizarina-S
alla concentrazione di 0.25 g/l
METODI: crescita della pianta
COLTURA
1 anno di
crescita
AMBIENTE
NATURALE
Sonde IKS-Aquastar
pH 8.16, O2, S 38‰, T 15°C,
luce Triton+Blue Moon 18 W
7hd-1
(Caragnano & Basso 2009)
Alghe calcaree fissate al
substrato con mastice bicomponente alla profondità di
7m, Bonassola (SP)
RISULTATI: crescita della pianta
Mesophyllum sp
CRESCITA MEDIA IN
COLTURA*
In spessore:
10
µm – 103 µm/anno
Marginale:
60 µm - 356 µm/anno
(3,3 mm/anno)
In coltura
CRESCITA MEDIA IN MARE
In spessore:
Fino a 170 µm/anno
Marginale:
Fino a 5 mm/anno
In mare
*Inclusi i dati di Basso & Rodondi
2007 Biol. Mar. Mediterr.
RISULTATI: crescita della pianta
Lithophyllum
stictaeforme
CRESCITA MEDIA*
In spessore:
21 µm – 80 µm/anno
Marginale:
42 µm – 1,3 mm/anno
CRESCITA MEDIA IN
MARE
In spessore non rilevata
Marginale:
Fino a 2 mm/anno
thickening
Alizarina-S mark
100 µm
*Inclusi i dati di Basso & Rodondi
2007 Biol. Mar. Mediterr.
Quale è il contributo delle alghe coralline
al bilancio globale del Carbonio?
1. Quanto cresce la singola pianta ?
2.
3.
SCOPO
4.
Quanto sono vaste le aree in cui le coralline sono
presenti/dominanti?
Quanto contribuiscono le coralline alla
composizione dei sedimenti attuali (forme a vita
libera e frammenti di forme attaccate)?
Quanto carbonato totale producono le coralline
sulle piattaforme continentali del Mediterraneo?
METODI: distribuzione areale
Isole Pontine: facies acustiche e campioni di benthos
(benna).
Bracchi et al, 2009, modificato da
Schepisi (2003)
METODI: i carbonati algali nei sedimenti
Analisi dei campioni da benna:
Alghe viventi (Basso, 1998)
Componenti biogeniche (mappatura in sezione sottile)
Analisi XRD
Titolazioni per mineralogia dei carbonati (calcite, Mg-calcite e
aragonite)
Densità media dei sedimenti (peso/volume).
a
b
c
32 m
49 m
78 m
a) terrigeno prevalente
prevalente
b) coralline prevalenti
c) fango carbonatico
Bracchi et al,
2009
Type 1
samples
Type 2
samples
Terrigenous
samples
METODI: i carbonati algali nei sedimenti
Identificazione e mappatura dei componenti il sedimento > 64 µm
Bracchi et al,
in sezioni sottili da campioni di benna
2009
RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti
Titolazioni EDTA. Percentuale di carbonati in grigio
scuro.
Bracchi et al, in press
Geodiversitas
RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti
Diffrattometria a raggi X (XRD)
Stima semi-quantitativa delle fasi mineralogiche
Bracchi et al, in press
G di
it
RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti
Statistica multivariata
(PRIMER 6.1).
Similarità tra campioni
basata sulla percentuale dei
componenti in sezione
alghe coralline
sottile:
briozoi
molluschi
foraminiferi
spugne
echinidi
detrito biogenico n.d.
matrice carbonatica (<64
µm)
matrice terrigena (<64 µm)
Bracchi et al, in press
Geodiversitas
RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti
Isole Pontine
CM
Calcareous Algae CA
CA
Carbonate Matrix CA
CM
CA
CM
CA
CM
Prof.
granul
.
CaCO
Area 3
%
CA
CA
40-70 m
70-100 m
Sabbia gh.
Sabbia fang.
91%
66%
38 Km2
24 Km2
80% (30.4
K 2)
15% (3.6
K 2)
Bracchi et al, in press
Geodiversitas
RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti
Isole Pontine
CM
Calcareous Algae CA
CA
Carbonate Matrix CA
CM
CA
CM
CA
CM
CA
3
vol. (2 cm layer) 760000 m
densità
1.13 g cm3
CA
480000 m3
0.96 g cm3
sed.
625206 t
45619 t
massa
329 g m2
y-1
38 g m2 y-1
corall.
Bracchi et al, in press
Geodiversitas
DISCUSSIONE
Produzione e accumulo di CaCO3
Globale, Olocene-Presente
Ciascun ambiente entra nel budget globale in
base a:
1) superficie totale
2) produzione carbonatica per unità di
superficie
Reefs + banchi
+ piattaf. carbonatiche + Halimeda > 1/3 accumulo totale
da Milliman, 1993
Habitat
CaCO3
flux total
(g m-2 yr-1)
1Coral
1500
reef complex
1Banks/bays
500
shelves
25
2Coralligenous
464.6
algal dominated
(Halimeda and
2Maërl and free
Corallinales)
Peyssonnelia beds
2Piattaforma Baleari
210
CA facies
3 CM facies
100
51-411* 4132-253* 329
5-38**
Milliman, 1993
Canals & Ballesteros, 1997; Ballesteros,
2006
3 Bracchi et al, in press
2
Pontine
3
1
shelves
20-100
Baleari
DISCUSSIONE
1Non-Carbonate
Globale
1Carbonate
CaCO3
flux
coralline
(g m-2 yr1)
*Valori calcolati per
2 cm in 50 anni e
2 cm in 400 anni
DISCUSSIONE
Produzione e accumulo di CaCO3
Globale, Olocene-Presente
Nel Mediterraneo:
1) no reefs a scleractinia, no bioherme ad
Halimeda
2) rapporto piattaforma/ambiente profondo è
maggiore in Mediterraneo rispetto all’oceano
globale
Milliman, 1993
piattaforma/ambiente profondo: Mediterraneo > oc.
globale
oceano globale
CONCLUSIONI
Amblas et al, 2004
Mediterraneo
Piattaforma
<200 m
Slopes (200-2000
m)
mare profondo > 2000
m
area % prod. CaCO3 %
15 39,4
50 44,1
35 16,5
Bilancio dei carbonati del Mediterraneo:
1) Dati da oceano globale non completamente
importabili:
cambiano i protagonisti e le aree di distribuzione
2) Le alghe coralline sono importanti produttori di
carbonato, probabilmente sottostimati
