New Insights on Benthic Mg/Ca Paleothermometry in the Western South Atlantic

Abstract

There is a close relationship between the Mg/Ca ratio in foraminiferal shells and the calcification temperature. Even when most palaeoceanographic studies focused on near surface property reconstructions leaving the deep ocean less explored, during the last years new Mg/Ca-temperature calibrations were established for the benthic genera Uvigerina (d’Orbigny, 1826) and Cibicidoides (Thalmann, 1939). Among the main conclusions, it has been established that secondary factors exist affecting the Mg incorporation into the benthic shells, particularly at low temperatures. In order to establish a potential relationship between the Mg/Ca ratios of the aforementioned genera for the western South Atlantic and tropical Atlantic, 38 core-top samples are analyzed here. Our results confirm the existence of other parameters than just temperature affecting Cibicidoides and Uvigerina Mg/Ca, suggesting that the effect of all these other parameters together produces a variable “offset” between both genera that can be linearly approached. We develop an algorithm that allows transforming the Mg/Ca data measured on one of these two genera into the other. This not only would allow to perform a continuous Mg/Ca record independent of which benthic genera is available for study, but also potentially leads to new and more accurate Mg/Ca-temperature calibrations allowing to get more bottom water temperature reconstructions.

Existe una cercana relación entre el Mg/Ca de las conchillas de foraminíferos y la temperatura de calcificación de las mismas. Aun cuando la mayoría de los estudios paleoceanográficos se enfocaron en la reconstrucción de las propiedades cercanas a la superficie, dejando al océano profundo menos explorado, durante los últimos años se establecieron nuevas calibraciones de temperatura en base a Mg/Ca para los géneros bentónicos Uvigerina y Cibicidoides. En base a las mismas, se estableció que existen distintos factores que afectan la incorporación del Mg a las conchillas bentónicas, particularmente a bajas temperaturas. A fin de establecer una potencial relación entre el Mg/Ca de los géneros mencionados previamente, se analizan aquí 38 muestras de sedimento superficial (core-tops) del Atlántico Sudoccidental y del Atlántico Tropical. Nuestros resultados confirman la existencia de otros parámetros, además de la temperatura, afectando el Mg/Ca de Cibicidoides y Uvigerina, sugiriendo que el efecto de todos estos parámetros juntos produce un “offset” variable entre ambos géneros que podría aproximarse de forma lineal. Desarrollamos un algoritmo que permite transformar los datos de Mg/Ca medidos en uno de estos géneros en datos del otro. Esto no solo permitiría analizar un registro de Mg/Ca de forma continua, independientemente del género bentónico que se encuentre disponible, sino que también conduce potencialmente a nuevas y más precisas calibraciones de temperatura en base a Mg/Ca permitiendo más reconstrucciones de la temperatura del agua del fondo.