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Le magnésium est le troisième ion le plus abondant en eau de mer, derrière le sodium et le chlorure. Il est également impliqué dans un grand nombre de processus biologiques dans différents organismes. Néanmoins, le seul cas où il vient à l’attention de la plupart des récifaliste est quand on le suspecte de poser un problème en maintenant le calcium approprié et l’alcalinité.
Le calcium, le magnésium, et le strontium sont très semblables chimiquement. Si semblable, en fait, qu’ils interviennent dans une variété de réaction biochimique, c’est pour cela que ces ions méritent l’intérêt des aquariophiles. Cet article détaille la nature du magnésium en eau de mer, comment on l’ajoute, est mesuré, et consommé à dans nos aquariums récifaux, mais aussi comment il participe à l’équilibre du calcium et de l’alcalinité.
Magnésium en eau de mer
En eau de mer, la concentration en magnésium est de environ 53 mmol/l ( soit env. 1300 mg/l ). Seul le sodium (469 mmol/l soit 10.8 g/l) et le chlorure (546 mmol/l soit 19.35 g/l) sont présents à une concentration plus élevée, avec juste derrière le magnésium, les sulfates (28 mmol/l). Le magnésium est environ cinq fois plus abondant que le calcium (10 mmol/l).
Le magnésium est présent en eau de mer sous forme de cation bivalent Mg2+, signifiant qu’il porte deux charges positives, comme le calcium (Ca 2+). La majeure partie du magnésium est présent comme ion libre, interagissant uniquement avec les molécules d’eau. On estime que chaque ion de magnésium est lié étroitement avec approximativement huit molécules d’eau. C’est-à-dire, que les molécules d’eau qui sont tellement étroitement liées qu’elles se déplacent avec lui. Pour la comparaison, les ions monovalent comme le sodium ont seulement 3 à 4 molécules d’eau étroitement liée. Une petite partie (environ 10%) du magnésium est présent comme paire soluble d’ion avec du sulfate (MgSO4), et quelque molécule avec du bicarbonate (MgHCO3+), le carbonate (MgCO3), fluorure (MgF+), borate (MgB(OH)4+), et hydroxyde (MgOH+).
Ces molécules représentent une petite partie de toute la concentration en magnésium. En revanche, elles peuvent avoir un impact sur la chimie d’eau de mer. Dans le cas du carbonate, par exemple, l’ion CO32- lié au magnésium stabilise ainsi le carbonate qui est présent dans des concentrations bien plus élevées que si le magnésium était absent. Cela à pour conséquence de stabiliser le pH de l’eau de mer grâce à un effet un tampon.
Organismes utilisant le magnésium
En termes de quantité de magnésium consommée, l’utilisation principale dans des aquariums Récifaux est dans la calcification. Quand des squelettes de carbonate de calcium sont déposés, le magnésium entre souvent dans la composition du squelette au lieu du calcium. On ne sait pas encore si cela est un hasard ou si cela « voulue par l’organisme ». Néanmoins, la quantité de magnésium entrant dans les squelettes de différents organismes change considérablement. Le tableau 1 montre la proportion magnésium/calcium fixée dans des squelettes de carbonate de calcium de divers organismes.
Tableau 1. Magnésium dans des squelettes de carbonate de calcium
| Organismes | Teneur en magnésium du squelette | Référence |
|---|
| Coraux |
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| Suborder Asterocoeniina et Faviina |
0.07 - 0.36% |
2 |
| Suborder Fungina |
0.095-1.22% |
2 |
| Fungia actiniformis var. palawensis |
0.091% |
6 |
| Suborder Caryophylliina |
0.18-0.21% |
2 |
| Suborder Milleporina |
0.12-0.53% |
2 |
| Millepora sp. |
0.12-0.53% |
2 |
| Stolonifère |
2.98-3.52% |
2 |
| Famille Tubiporidae |
2.98-3.52% |
2 |
| Tubipora rubrum |
2.98-3.52% |
2 |
| Famille Dendrophylliidae |
0.05% |
2 |
| Family Porites |
0.095-1.22% |
2 |
| Porites lobata |
|
2 |
| Famille Pocillopora |
0.34% |
2 |
| Famille Dendrophyllia |
0.05% |
2 |
| Gorgones |
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| Papillosa d’Eunicella, E. alba, tricoronata de E., et flamea de Lophogorgia |
2.2-2.7% |
5 |
| d’Autres Organismes |
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| Algues coralliennes en général |
> 1% |
1 |
| Algues coralliennes : Lithophyllum et Lithotamnium |
2.0-2.8% |
2 |
| Pilulifera calcaire de Corallina d’algue |
4.4% |
4 |
| Ostracoda marin benthique (crustacés) |
0.5-1.3% |
3 |
Les algues coralliennes fixent normalement une grande quantité de magnésium dans leurs squelette de carbonate de calcium ( 4% de carbonate de magnésium ). Il à été constaté que lorsque la concentration en magnésium de l’eau de mer diminue, la concentration en magnésium fixe par les algues diminue. La quantité fixée est donc directement proportionnelle à la concentration en magnésium. En conséquence, la quantité de magnésium qu’ils consomment dans des aquariums dépend de la teneur en magnésium de l’eau. Cet effet est susceptible également de se répercuter sur d’autres organismes qui utilise le magnésium dans leur réaction de calcification(1)
Toxicité de magnésium à concentration élevé
Il y a eu très peu d’études sur la toxicité du magnésium sur les organismes marins. La plupart des études de toxicité voir ici impliquant le magnésium emploient des espèces d’eau douce. Cela est du au fait que le magnésium est déjà présent en forte concentration dans eau de mer naturelle, ainsi l’élever de manière significative exige les conditions qui seraient rarement produites dans les océans ou même les lagunes.
BINGMAN (12) a précisé dans un article que les concentrations élevées en magnésium (> 8.000 mg./l), forcait les huître à s’ouvrir, mais qu’il avait aussi un effet anesthésique sur celle-ci. en conséquence, le magnésium a des effets biologiques potentiellement négatifs à des concentrations élevées.
Problème engendré par la faible concentration en magnésium
Comme pour les fortes concentrations en magnésium, il n’y a pas beaucoup d’études sur les effets d’une faible concentration en magnésium sur des organismes marins présent dans nos aquariums. Les seuls endroits, ou le magnésium est présent en faible concentration, sont les estuaires ainsi que les sources hydrothermiques, en conséquence, peu de scientifiques ont porté un intérêt sur un tel épuisement. On sait que beaucoup de bactéries marines nécessitent une présence de magnésium, mais tous ces mécanismes sont pour le moment peu connus.
Le magnésium dans les aquariums récifaux
Le magnésium a une importance biologique et chimique énorme dans les aquariums récifaux. Heureusement pour les aquariophiles, il est présent en abondance dans l’eau de mer. La principal consommation du magnésium dans nos aquarium est du à la calcification des coraux. Mais comme nous l’avons déjà vu cela représente en 1 à 4 % de la composition du squelette calcaire. C’est pour cette raison le magnésium n’est pas le souci quotidien des aquariophiles. La consommation en magnésium est en fait assez faible mais régulière. Si des changements d’eaux sont réalisés de façon régulière avec du sel approprié, cela ne doit en général pas poser de problèmes. Néanmoins, avec le temps (et des changements d’eaux moins fréquent) la concentration en magnésium peu baisser de manière significative si des apport ne sont pas effectuer.
La seconde partie de l’article décrira pourquoi le taux de magnésium diminue, comment réaliser des ajouts en magnésium, le doser et également ce qui se produit si la concentration en magnésium devient trop basse.
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