Quantificare la produzione carbonatica delle alghe coralline (Rhodophyta):

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1 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

2 Produzione di CaCO 3 (high-mg calcite) da parte delle alghe rosse coralline di fondo mobile Le BIG FOUR comunità bentoniche dominate da macrofite (Foster 2001): 1. Fondi a laminarie INTRODUZIONE 2. Praterie a fanerogame 3. Scogliere ad alghe calcaree (coralligeno) 4. Fondi a rodoliti (incluso maërl)

3 1 cm 1 cm INTRODUZIONE Da sito MarLIN Rhodolith bed: copertura > 10% di coralline vive (Steller et al. 2003)

4 morphology 1cm structure 1.5 mm RAMI LIBERI (maerl s.s.) RODOLITI NUCLEATE o PRÂLINES 1cm 1cm 4 cm RODOLITI BOXWORK 3 cm 1cm Basso, 1998

5 Quale è il contributo delle alghe coralline al bilancio globale del Carbonio? 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)? SCOPO 4. Quanto carbonato totale producono le coralline sulle piattaforme continentali del Mediterraneo?

6 Raccolta in immersione Dic Apr Ago METODI: crescita della pianta Colorazione con Alizarina- S Campioni di diverse specie dopo incubazione per 24h in soluzione con acqua di mare e Alizarina-S alla concentrazione di 0.25 g/l

7 COLTURA 1 anno di crescita AMBIENTE NATURALE METODI: crescita della pianta Sonde IKS-Aquastar ph 8.16, O 2, 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

8 Mesophyllum sp RISULTATI: crescita della pianta CRESCITA MEDIA IN COLTURA* In spessore: 10 Marginale: µm 103 µm/anno 60 µm µm/anno (3,3 mm/anno) CRESCITA MEDIA IN MARE In spessore: Fino a 170 µm/anno Marginale: Fino a 5 mm/anno In coltura In mare *Inclusi i dati di Basso & Rodondi 2007 Biol. Mar. Mediterr.

9 RISULTATI: crescita della pianta 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 Lithophyllum stictaeforme Alizarina-S mark thickening 100 µm *Inclusi i dati di Basso & Rodondi 2007 Biol. Mar. Mediterr.

10 SCOPO Quale è il contributo delle alghe coralline al bilancio globale del Carbonio? 1. Quanto cresce la singola pianta? 2. Quanto sono vaste le aree in cui le coralline sono presenti/dominanti? 3. 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?

11 Isole Pontine: facies acustiche e campioni di benthos (benna). Bracchi et al, 2009, modificato da Schepisi (2003) METODI: distribuzione areale

12 Analisi dei campioni da benna: METODI: i carbonati algali nei sedimenti 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 32 m 49 m 78 m a) terrigeno prevalente b) coralline prevalenti c) fango carbonatico prevalente b Bracchi et al, c

13 Terrigenous samples Type 2 samples Type 1 samples METODI: i carbonati algali nei sedimenti METODI: i carbonati algali nei sedimenti Identificazione e mappatura dei componenti il sedimento > 64 µm in sezioni sottili da campioni di benna Bracchi et al,

14 Titolazioni EDTA. Percentuale di carbonati in grigio scuro. RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti Bracchi et al, in press

15 Diffrattometria a raggi X (XRD) Stima semi-quantitativa delle fasi mineralogiche RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti Bracchi et al, in press

16 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

17 Isole Pontine RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti Prof. granul. Area CaCO 3 % CM CM m m Sabbia gh. 91% 66% CM Sabbia fang. 38 Km 2 24 Km 2 80% ( % (3.6 CM Calcareous Algae Bracchi et al, in press Carbonate Matrix

18 Isole Pontine RISULTATI: i carbonati algali nei sedimenti vol. (2 cm layer) densità sed. massa corall. CM CM CM m m g cm g cm t t 329 g m 2 y g m 2 y -1 CM Calcareous Algae Bracchi et al, in press Carbonate Matrix

19 Produzione e accumulo di CaCO 3 Globale, Olocene-Presente DISCUSSIONE Ciascun ambiente entra nel budget globale in base a: 1) superficie totale 2) produzione carbonatica per unità di Reefs + banchi superficie + piattaf. carbonatiche + Halimeda > 1/3 accumulo totale da Milliman, 1993

20 Habitat CaCO 3 flux total (g m -2 yr -1 ) 1 Coral reef complex 1500 CaCO3 flux coralline (g m-2 yr - 1 ) 1 Banks/bays 1 Carbonate shelves 1 Non-Carbonate shelves Globale DISCUSSIONE 2 Coralligenous algal dominated (Halimeda and Corallinales) 2 Maërl and free Peyssonnelia beds 2 Piattaforma Baleari facies * 41-3 CM facies * 329* 1 Milliman, Canals & Ballesteros, 1997; Ballesteros, Bracchi et al, in press Baleari Pontine *Valori calcolati per 2 cm in 50 anni e 2 cm in 400 anni

21 Produzione e accumulo di CaCO 3 Globale, Olocene-Presente DISCUSSIONE 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

22 piattaforma/ambiente profondo: Mediterraneo > oc. globale oceano globale Amblas et al, 2004 CONCLUSIONI Mediterraneo area % prod. CaCO 3 % Piattaforma Slopes ( <200 m 15 39,4 m) mare profondo > ,1 m 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