La proportion ou la masse de silice dans un échantillon de sédiment qui provient d'organismes biologiques (principalement les tests opalins du phytoplancton et les squelettes de radiolaires), généralement exprimée en pourcentage massique ou en masse par unité de volume et distinguée de la silice lithogénique ou authigène.

Principe

Les microfossiles siliceux produits par le plancton siliceux et les organismes benthiques s’accumulent dans les sédiments et peuvent être quantifiés parce que leurs phases opalines amorphes et microcristallines diffèrent chimiquement et physiquement des minéraux silicatés ; leur abondance intègre la productivité biologique passée, la préservation et les processus de dissolution.

Démonstration

Un carottage marin issu d’une zone d’upwelling montre des intervalles avec 30–60 % en poids de silice biogène coïncidant avec des concentrations élevées de valves de diatomées et un opal-A mesuré par extraction alcaline, indiquant des épisodes de forte production primaire et une dissolution postdépositionnelle relativement faible.

Mauvaise application

Mesurer la masse totale de silice dans un échantillon et la qualifier de silice biogène sans éliminer le quartz lithogénique et le verre volcanique, ou assimiler l’oxydation alcaline directement à l’opal biogène préservé sans corriger la dissolution différentielle et la recristallisation.

Conséquence

Mesurée et interprétée correctement, la teneur en silice biogène fournit des contraintes quantitatives sur la productivité passée du phytoplancton siliceux, l’exportation de silice vers le fond marin et l’efficacité de la préservation de l’opale, éclairant des reconstitutions paléoocéaniques des régimes nutritifs et des réponses biologiques au climat.

Inversion

Une faible teneur en silice biogène peut être interprétée soit comme une faible production passée d’organismes siliceux, soit comme une forte dissolution postdépositionnelle ou une dilution par du matériel terrigène ; le concept inversé met l’accent sur les processus de dissolution et de dilution plutôt que sur la productivité.

Limite

S’applique aux phases opalines amorphes et faiblement cristallines d’origine biologique (opal-A, opal-CT) et exclut le quartz cristallin et la plupart des silices authigènes cristallines ; la mesure est limitée par les méthodes de prétraitement, les pertes dépendantes de la granulométrie et l’incapacité à récupérer la silice dissoute dans les interstices.

Tension sémantique

La tension s’instaure entre « teneur en silice biogène » et des termes plus généraux comme « teneur en opale » ou « concentration en silice », car ceux-ci peuvent inclure des sources non biogènes (verre volcanique ou silice authigène) ou la silice dissoute dans la colonne d’eau plutôt que les squelettes siliceux préservés.

Synthèse

La teneur en silice biogène est une proportion mesurée de la silice sédimentaire attribuable aux tests biologiques ; elle est gouvernée par la production, le transport et la dissolution, illustrée par des carottes riches en diatomées, sujette à des erreurs si la silice lithogénique n’est pas éliminée, et utile pour déduire la productivité passée et le cycle de la silice dans des limites méthodologiques et interprétatives claires.