Le vanadium de corail peut enregistrer les cyclones tropicaux et les activités anthropiques dans la mer de Chine méridionale

Récemment, de nouveaux domaines de recherche sont apparus en raison des préoccupations environnementales depuis la révolution industrielle qui se concentrent sur le cycle du vanadium entre l’atmosphère, l’eau et les sédiments. Le vanadium a été largement reconnu comme un contaminant à l’état de traces dans les combustibles fossiles, en particulier le pétrole brut, en raison d’un enrichissement important en vanadium, et peut être rejeté dans l’eau de mer par des déversements de pétrole ou des dépôts atmosphériques associés à sa combustion.

De plus, le vanadium océanique a le potentiel d’être un indicateur précieux pour la reconstruction environnementale dans les systèmes naturels en raison de son abondance et de son temps de séjour dans l’eau de mer, de sa présence dans plusieurs états d’oxydation qui contrôlent la solubilité et de son rôle dans le métabolisme biologique.

Bien que l’influence anthropique sur le cycle global du vanadium ait une influence parallèle sur les cycles globaux d’autres métaux mobilisés de manière anthropique, par exemple le plomb et le mercure, elle a reçu une attention plutôt limitée. En particulier, la recherche sur la géochimie du vanadium dans l’océan, qui est le principal puits de vanadium mobilisé sur terre, a pris beaucoup de retard par rapport aux autres métaux.

Les coraux de récif dans les mers tropicales peuvent fournir des archives environnementales inestimables pour les métaux traces dans les eaux côtières ainsi que les facteurs naturels et anthropiques associés, et le vanadium dans les coraux a été appliqué avec succès et largement comme un outil puissant pour enregistrer les changements historiques de vanadium dans l’eau de mer de surface des récifs coralliens. .

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Kefu Yu (École des sciences marines, Université du Guangxi) a utilisé des données géochimiques indirectes (vanadium/calcium (V/Ca), δ18O, δ13C, etc.) à partir d’un squelette de corail (W3) avec une résolution mensuelle datée de 1984 CE autour de l’île de Weizhou, ainsi que les données de vanadium de corail (LW4) de l’île de Hainan, pour décrire les variations chronologiques du vanadium dans l’eau de mer de surface dans le nord Mer de Chine méridionale.

Cette étude a documenté pour la première fois une relation étroite entre le vent de surface et les schémas temporels des rapports V/Ca enregistrés dans un corail Porites non estuarien au large, suggérant un grand potentiel pour la documentation des changements préhistoriques dans les cyclones tropicaux. Cette étude a fourni des preuves solides du lien entre la remobilisation du vanadium dans les sédiments marins et les conditions redox océaniques associées au mélange vertical dérivé des vents de surface.

Cependant, les différences entre chacun des intervalles sous influence humaine ont indiqué que les sources et les moteurs du vanadium dans l’eau de mer de surface sont trop complexes pour que la relation V/Ca du corail avec le vent de surface puisse être utilisée comme un simple rapport quantitatif. De plus, cette étude a estimé que le rapport corail V/Ca pourrait être un indicateur potentiel des vents de surface après avoir supprimé les perturbations artificielles.

Encouragée par la cohérence des séries temporelles entre les marées noires et les pics V/Ca dans les squelettes coralliens, cette étude a récupéré les changements historiques du développement industriel et de la révolution associés aux émissions anthropiques de vanadium dans le nord de la mer de Chine méridionale.

Au début (1984 à 1993 CE), les rapports relativement élevés et labiles du corail V/Ca étaient liés aux activités industrielles et agricoles du continent environnant, par exemple, l’exploration, l’exploitation minière et le transport dans les champs pétrolifères près de l’île de Weizhou.

Au stade intermédiaire (1994 à 2008 CE), les faibles ratios coralliens V/Ca ont été contribués par les initiatives environnementales efficaces après la publication de la loi nationale sur la protection de l’environnement. Dans la dernière étape (2009 à 2015 CE), les ratios coralliens V/Ca ont augmenté en raison du développement de l’industrie maritime locale, avec plusieurs pics extrêmes associés aux marées noires.

Cette étude a contribué à identifier un nouveau proxy géochimique direct potentiel pour les cyclones tropicaux et les activités anthropiques qui peuvent être récupérés à partir d’archives de squelettes coralliens datables et à haute résolution dans les régions côtières. Cet article a été publié dans Science Chine Sciences de la Terre.