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Benthic foraminifera as tracers of brine production in the Storfjorden 'sea ice factory'

Authors :
Fossile, Eleonora
Nardelli, Maria Pia
Jouini, Arbia
LANSARD, Bruno
Pusceddu, Antonio
Moccia, Davide
Michel, Elisabeth
Peron, Olivier
Howa, Hélène
Mojtahid, Meryem
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers (LPG-ANGERS)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG)
Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
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-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Océan et Interfaces (OCEANIS)
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-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Life and Environmental Sciences
Università degli Studi di Cagliari = University of Cagliari (UniCa)
Paléocéanographie (PALEOCEAN)
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
The research was funded by the ABBA (Observatoire des Sciences de l'Univers de Nantes Atlantique), Bi-SMART (University of Angers) and TANDEM (Région Pays de la Loire) projects
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)-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)
University of Cagliari
Universita degli Studi di Cagliari [Cagliari]
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Source :
Biogeosciences, Vol 17, Pp 1933-1953 (2020), Biogeosciences, Biogeosciences, 2020, 17 (7), pp.1933-1953. ⟨10.5194/bg-17-1933-2020⟩, Biogeosciences, European Geosciences Union, 2020, 17 (7), pp.1933-1953. ⟨10.5194/bg-17-1933-2020⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Copernicus Publications, 2020.

Abstract

The rapid response of benthic foraminifera to environmental factors (e.g. organic matter quality and quantity, salinity, pH) and their high fossilisation potential make them promising bio-indicators for the intensity and recurrence of brine formation in Arctic seas. Such an approach, however, requires a thorough knowledge of their modern ecology in such extreme settings. To this aim, seven stations along a north–south transect across the Storfjorden (Svalbard archipelago) have been sampled using an interface multicorer. This fjord is an area of intense sea ice formation characterised by the production of brine-enriched shelf waters (BSW) as a result of a recurrent latent-heat polynya. Living (rose bengal-stained) foraminiferal assemblages were analysed together with geochemical and sedimentological parameters in the top 5 cm of the sediment. Three major biozones were distinguished. (i) The “inner fjord” zone, dominated by typical glacier proximal calcareous species, which opportunistically respond to fresh organic matter inputs. (ii) The “deep basins and sill” zone, characterised by glacier distal agglutinated fauna; these are either dominant because of the mostly refractory nature of organic matter and/or the brine persistence that hampers the growth of calcareous species and/or causes their dissolution. (iii) The “outer fjord” zone, characterised by typical North Atlantic species due to the intrusion of the North Atlantic water in the Storfjordrenna. The stressful conditions present in the deep basins and sill (i.e. acidic waters and low food quality) result in a high agglutinated ∕ calcareous ratio (A∕C). This supports the potential use of the A∕C ratio as a proxy for brine persistence and overflow in Storfjorden.

Details

Language :
English
ISSN :
17264189 and 17264170
Volume :
17
Database :
OpenAIRE
Journal :
Biogeosciences
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..dfe3fbf6c1bc9b4982e2e7a10e393818