Recording strontium isotopes in shells and coastal seawater : multi-scale strontium cycle re-evaluation for palaeoenvironmental and chemostratigraphic applications

Les reconstitutions passées de la composition isotopique en Sr (87Sr/86Sr) des squelettes carbonatés d'organismes marins (MCS) sont très largement utilisées par les chimiostratigraphes et les paléoenvironnementalistes car elles permettent de reconstituer les variations du rapport 87Sr/86Sr de l'océan au cours des temps géologiques. Les reconstitutions paléoenvironnementales et les datations chimiostratigraphiques reposent sur le consensus que les MCS précipitent leurs tests carbonatés à l'équilibre isotopique avec l'eau de mer qui est homogène à l'échelle globale en raison d'un temps de résidence du Sr (2 Ma) supérieur au temps de brassage océanique (1600 ans). Leur fiabilité en tant qu'outils chimiostratigraphiques peut être remise en question, notamment parce qu'aucune évaluation formelle des biais biologiques et environnementaux n'a été réalisée à l'échelle mondiale. Cette étude propose donc une réévaluation à l'échelle globale de la signature isotopique en Sr des MCS et de l'eau de mer d'environnements côtiers. La signature isotopique des MCS et de l'eau côtière est largement influencée par des apports continentaux qui peuvent modifier les signatures isotopiques de ces derniers. De fait, au vu de ces hétérogénéités cette étude a recalculé le temps de résidence du Sr à plusieurs échelles spatiales. Elle propose de façon générale une meilleure compréhension des processus côtiers sur la signature isotopiques de l'eau et des MCS.Past reconstructions of the isotopic Sr composition (87Sr / 86Sr) of marine carbonate skeletons (MCS) are very widely used by chemostratigraphs and palaeoenvironmentalists because they allow to reconstruct variations of the 87Sr/86Sr ratio of the ocean across geological time. Paleoenvironmental reconstructions and chemostratigraphic dating are based on the consensus that MCS precipitate their carbonate skeletons at the isotopic equilibrium with surrounded seawater, that is considered as homogeneous at global scale due to a residence time of Sr (2 Ma) higher than the global ocean mixing duration(1600 years). Their reliability as chemostratigraphic tools can therefore be questioned, in particular because no formal evaluation of biological and environmental biases has been carried out at a global scale. This study proposes a global reassessment of the Sr isotopic composition of both MCS and seawater of coastal and oligotrophic environments. The isotopic signature of MCS and coastal water is largely influenced by continental inputs that can modify their isotopic signatures. In fact, given these heterogeneities, this study has recalculated the Sr residence time. Finally, this study propose a better understanding of the global strontium cycle at different time scale