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Scaling laws explain foraminiferal pore patterns

Type
Articles dans des revues avec comité de lecture
Author
RICHIRT, Julien
528876 Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers [LPG-ANGERS]
CHAMPMARTIN, Stéphane
211916 Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion [LAMPA]
SCHWEIZER, Magali
528876 Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers [LPG-ANGERS]
MOURET, Aurelia
528876 Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers [LPG-ANGERS]
PETERSEN, Jassin
545807 Institute of Geology and Mineralogy, University of Cologne, Zuelpicher Str. 49b, 50674 Cologne, Germany
AMBARI, Abdelhak
211916 Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion [LAMPA]
JORISSEN, Frans
528876 Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers [LPG-ANGERS]

URI
http://hdl.handle.net/10985/19437
DOI
10.1038/s41598-019-45617-x
Date
2019
Journal
Scientific Reports Nature

Abstract

Due to climate warming and increased anthropogenic impact, a decrease of ocean water oxygenation is expected in the near future, with major consequences for marine life. In this context, it is essential to develop reliable tools to assess past oxygen concentrations in the ocean, to better forecast these future changes. Recently, foraminiferal pore patterns have been proposed as a bottom water oxygenation proxy, but the parameters controlling foraminiferal pore patterns are still largely unknown. Here we use scaling laws to describe how both gas exchanges (metabolic needs) and mechanical constraints (shell robustness) control foraminiferal pore patterns. The derived mathematical model shows that only specific combinations of pore density and size are physically feasible. Maximum porosity, of about 30%, can only be obtained by simultaneously increasing pore size and decreasing pore density. A large empirical data set of pore data obtained for three pseudocryptic phylotypes of Ammonia, a common intertidal genus from the eastern Atlantic, strongly supports this conclusion. These new findings provide basic mechanistic understanding of the complex controls of foraminiferal pore patterns and give a solid starting point for the development of proxies of past oxygen concentrations based on these morphological features. Pore size and pore density are largely interdependent, and both have to be considered when describing pore patterns.

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Name:
LAMPA_SRN_2019_RICHIRT.pdf
Size:
1.695Mb
Format:
PDF
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