Une méthode paléothermométrique quantitative qui estime les températures passées de l'eau de mer en mesurant les rapports magnésium/calcium dans des carbonates biogéniques calcitiques ou aragonitiques (généralement les tests de foraminifères) et en appliquant des calibrations empiriques reliant l'incorporation de Mg à la température.

Principe

L'incorporation de Mg dans les carbonates biogéniques augmente avec la température ; les rapports Mg/Ca sont convertis en température à l'aide d'équations de calibration spécifiques à l'espèce ou à la région, en corrigeant les variations du Mg/Ca de l'eau de mer et les effets vitaux.

Démonstration

Des foraminifères planctoniques d'une carotte holocène fournissent des rapports Mg/Ca qui, après nettoyage et calibration spécifique à l'espèce et prise en compte de la salinité et de la dissolution, produisent une estimation de la TSM en accord avec les observations instrumentales.

Mauvaise application

Négliger les recouvrements diagéniques, les effets vitaux spécifiques aux espèces ou les variations passées du Mg/Ca de l'eau de mer conduit à des températures trompeuses ; l'utilisation d'échantillons non nettoyés contenant des argiles ou des carbonates contaminants biaise les Mg/Ca vers le haut.

Conséquence

Lorsqu'elle est correctement traitée et calibrée, la paléothermométrie Mg/Ca fournit des reconstitutions quantitatives de température sensibles à la saisonnalité et peut compléter les proxys isotopiques pour séparer température et volume de glace.

Inversion

La réversion consisterait à considérer les rapports Mg/Ca comme des proxys directs de la chimie de l'eau de mer plutôt que de la température, en ignorant la forte dépendance de l'incorporation de Mg à la température pour de nombreux taxons.

Limite

Applicable principalement aux organismes sécrétant du carbonate disposant de calibrations bien caractérisées ; inadapté aux carbonates siliciclastiques, aux matériaux fortement recristallisés ou aux échantillons sans contrôle taxonomique.

Tension sémantique

Tension entre les approches Mg/Ca privilégiant des calibrations spécifiques aux espèces et celles favorisant des calibrations multi-espèces pour moyennage du signal ; tension aussi entre interprétations Mg/Ca et δ18O concernant température versus volume de glace.

Synthèse

La paléothermométrie Mg/Ca convertit des rapports Mg/Ca de carbonates biogéniques nettoyés et taxonomiquement contrôlés via des relations calibrées en températures quantitatives passées, à condition de traiter la diagenèse, les effets vitaux et les changements de chimie de l'eau.