Chimie de l'eau, mieux comprendre: le Mg

Le Magnésium dans les aquariums récifaux.

Influence sur le taux de Calcium et la calcification.
Par : Christel Theate.

Tahiti

Le magnésium est un élément important en aquariophilie récifale, mais son rôle exact reste encore insuffisamment connu.
Très souvent, l'aquariophile qui cherche à comprendre pourquoi son taux de calcium, et avec lui le KH, chute au fil des semaines malgré des ajouts réguliers de solutions (solutions « maison » ou vendues dans le commerce), ainsi que la présence d'un réacteur à hydroxyde et/ou d'un réacteur à calcaire, se voit conseiller de tester le magnésium.
Il est alors plus que probable que les tests indiquent un taux trop faible. Oui, mais pourquoi ?
Quelle importance a le magnésium dans nos bacs ?

Le magnésium :

C'est un métal alcalino-terreux présent dans l'eau de mer naturelle à une concentration d'environ 1300mg/l, sous la forme d'un cation bivalent (c'est-à-dire qu'il porte deux charges positives) Mg2+, ce qui fait de lui le troisième ion le plus abondant, après le sodium (Na+) et le chlorure (Cl-) provenant du sel (NaCl).
Il est majoritairement présent sous forme d'ions libres, mais se retrouve aussi sous forme de carbonates (MgCO3), de bicarbonates (MgHCO3+), de sulfates (MgSO4), de fluorures (MgF+), de borates (MgB(OH)4+) et d'hydroxydes (MgOH+).

Magnésium Aquatic-nature

La relation Magnésium-Calcium :

En fait, calcium et magnésium sont chimiquement très semblables : ce sont des cations bivalents entrant tous deux dans de nombreuses réactions biochimiques.
Au moins deux réactions incluant le magnésium permettent d'éviter la précipitation du carbonate de calcium (CaCO3).
Les carbonates sont présents de manière sursaturée dans l'eau de mer, c'est-à-dire qu'une fois certaines conditions réunies (hausse du pH, de la température, de la concentration en ions calcium ou carbonates, ajout de sable, etc.), ils vont précipiter.
Le carbonate de calcium est très peu soluble. Ce phénomène de précipitation induit donc un appauvrissement en ions calcium libres (et en carbonates d'où la chute du KH).
La première interaction du magnésium :
Contrairement au carbonate de calcium, le carbonate de magnésium n'est pas présent de manière sursaturée, ce qui va l'empêcher de précipiter de lui-même. Le magnésium est attiré à la surface du carbonate de calcium où il va venir se fixer pour former le CaMg(CO3)2 (la dolomite).
Au bout d'un temps, la surface du précipité sera donc composée de cristaux contenant calcium et magnésium, ce qui semble créer un environnement défavorable à une nouvelle précipitation.
Puisque autant le magnésium que le calcium sont « prisonniers » au sein des cristaux, leur taux va inévitablement diminuer dans l'aquarium. Mais la précipitation sera moins importante, voir inexistante si la quantité de magnésium est suffisante.
La seconde : les ions de magnésium vont se lier aux carbonates pour former du carbonate de magnésium. De ce fait, il y a moins d'ions carbonates libres susceptibles de se fixer aux ions calcium et donc de précipiter.
Ainsi, le magnésium présent dans l'aquarium va aider à maintenir le taux de calcium (et le KH) en empêchant la précipitation du carbonate de calcium.

Acropora

La relation avec la calcification du corail :

Le processus de calcification du corail est relativement complexe et fait intervenir plusieurs facteurs tels que l'intensité lumineuse, la présence de zooxanthelles, la température, le pH, les concentrations en carbonates et bicarbonates, en nitrates et en phosphates, et bien d'autres encore.
La formation du squelette calcaire est basée sur la précipitation de carbonate de calcium dont les cristaux se forment dans la matrice chitineuse (ou squelette primaire), celle-ci est ensuite déposée par le corail sur le squelette. Cependant, la composition exacte de la matrice ainsi que les divers mécanismes qui agissent sur son dépôt ne sont pas encore entièrement connus et peuvent varier suivant les espèces.
En plus de ce dépôt de carbonate de calcium, le squelette est composé de cristaux de carbonate de magnésium et de carbonate de strontium.
La calcification serait le phénomène consommant le plus de magnésium au sein du bac : entre 1 et 4% du squelette en serait composé.

Euphyllia et coralines

Les algues calcaires :

Les algues calcaires roses, ou corallines, ont besoin du magnésium pour construire leur squelette, également composé de carbonate de calcium. En fait, entre 10 et 20% (parfois seulement 4% suivant la littérature!) de leur structure est constituée de magnésium, autrement dit, bien plus que dans les coraux !
L'absence ou la régression des corallines peut donc donner une indication approximative à l'aquariophile quant à la diminution du taux de magnésium dans son bac.

Le magnésium de chez Grotech

Et les phosphates ?

Il semblerait que le magnésium présent à un taux « naturel » affecte la quantité de phosphates dans l'aquarium. Il influencerait l'intégration de ceux-ci par le corail lors de la calcification.
Autrement dit, maintenir un taux acceptable de magnésium entraînerait une diminution (ou une valeur minimale constante) des phosphates.
Notons aussi qu'une petite quantité de magnésium entre dans la composition du matériau axial des gorgones.
Mais il est nécessaire aussi chez les crustacés, et notamment les Lysmatas qui ont besoin de magnésium lors de leur mue. Un signe évident de manque de Mg est l'aspect des antennes des crevettes qui ne sont plus rectilignes.

Stylopora

En conclusion.

On comprend donc pourquoi le magnésium est un élément indispensable à la fois au bon maintien des paramètres de l'eau de l'aquarium, mais aussi à la pousse des coraux, puisque ces derniers l'incorporent à la structure calcaire de leur squelette.
Il est introduit involontairement via :
- les solutions prêtes à l'emploi destinées à augmenter le taux de calcium et qui contiennent du magnésium (par accident ou volontairement ajouté par le fabricant)
- l'eau de chaux produite par utilisation d'hydroxyde de calcium (rarement pur à 100%) contenant souvent une proportion de magnésium
- la nourriture congelée ou sèche.
Il est introduit volontairement via :
- les additifs vendus dans le commerce
- les solutions « maison » préparées à l'aide de chlorure de magnésium MgCl2 ou de sulfate de magnésium MgSO4 par exemple.
- l'utilisation de substrat comme la dolomite dans le réacteur à calcaire.

A la lecture de tout ceci, nous pouvons affirmer qu'il est important de contrôler régulièrement le taux de magnésium qui, à sa manière, reflète la santé de notre aquarium.

Tridacna crosea

Références :

- « Chemistry and the aquarium ; Magnesium in Reef Aquaria » by Randy Holmes-Farley, Ph.D. ; Advanced Aquarist's online magazine, October 2003.
- “Magnésium dans l'aquarium récifal” par Ernst Pawlowsky, Récif-france
- « Chemistry and the aquarium ; The Chemical and Biochemical Mechanisms of Calcification” by Randy Holmes-Farley, Ph.D.; Advanced Aquarist's online magazine, Avril 2002.
- “Chemistry and the aquarium ; Magnesium and Strontium in Limewater” by Randy-Holmes-Farley, Ph.D.; Advanced Aquarist's online magazine, Décembre 2003.

Par Christel Theate.

Tester le magnésium.

Conseils et explications de la société Salifert:

Le magnésium est présent d'en d'assez forte proportion dans l'eau de mer naturelle, de l'ordre de 1300 – 1400mg/l.
Le magnésium est une partie essentielle de la fonction chlorophyllienne, qui est nécessaire pour la photosynthèse.
Sans le phénomène de la photosynthèse, la vie sur terre comme aussi bien les algues et les coraux, que nous avons habituellement dans des nos aquariums, ne pourrais pas survivre et croître.
Par l'effet de la photosynthèse on obtient le déplacement de l'équilibre entre hydrogénocarbonate de calcium et carbonate de calcium pour arriver à la précipitation du carbonate

Le magnésium a une autre fonction importante puisque qu'il contribue à maintenir une combinaison correcte de la concentration en calcium et de l'alcalinité (ou de la dureté carbonaté). Cela s'explique par le fait que le calcium forme avec les carbonates et les bicarbonates un précipité biochimique insoluble et solide : le carbonate de calcium.

CaCO3 est l'élément principal de l'élaboration d'un squelette calcaire chez les coraux durs constructeur de récif (Les Madréporaires, Hexacoralliaires coloniaux à squelette calcaire, construisent les récifs de coraux.), ainsi que pour la croissance des algues calcaires (coralines).

halimeda_opuntia chez petitGG

Pour cela il devrait être constitué par des processus biologiques naturels et être déposé au bon endroit. Par conséquent la formation du carbonate de calcium par des processus chimiques devrait être évitée. Sans l'utilisation du calcium biologique par les coraux et les algues de l'aquarium le carbonate de calcium serait formé et précipité, en effet jusqu'à 95% de vos ajouts peuvent se minéraliser !
Ce phénomène chimique se ferais au détriment de la calcification de vos coraux durs et épuiserait le calcium et l'alcalinité (kH) sans accomplir les fonctions voulues. En fait il utiliserai beaucoup d'oligoéléments importants tout en abaisserai la concentration utilisable!
Le magnésium ralentit ce processus négatif. Plus la concentration en magnésium est basse plus ce processus négatif aura lieu rapidement, provocant un taux de calcium et une valeur de dureté d'alcalinité/carbonate déficiente et préjudiciable, ainsi qu'une remonté des taux de phosphates.
Le maintien d'une concentration correcte en magnésium est, vous l'aurez compris très important.

Fungia

C'est aussi un des éléments qui combiné a de bon paramètres généraux d'alcalinité et calcium ainsi qu'une concentration optimale de tout les autres oligo-éléments et constituant de l'eau de mer, permettra une croissance rapide et harmonieuse de vos coraux, comme de vos algues coralines.
La teneur en magnésium est épuisé par la croissance des algues et est également consommé par l'utilisation de l'eau de chaux excessive, il peut en résulter une précipitation chimique entraînant malgré des ajouts réguliers de calcium, une teneur en calcium insuffisante, ainsi qu'une alcalinité inférieur à 5. Cela entraînerai un PH irrémédiablement bas, une chute de pH, et la mortalité des coraux durs.
Les coralines inutiles poussant sur les vitres ou le fond des aquarium devrais être éliminer pour éviter la consommation de calcium si le bac était déjà en carence Il y a également certaines marques de sel, qui ont par le passé, ou parfois encore de nos jours eu un contenu dramatiquement bas en magnésium. L'utilisation d'un tel sel aura comme conséquence des problèmes permanents avec des valeurs de dureté de calcium et de carbonate insuffisantes, même avec des ajouts de calcium. Demandez à votre fournisseur les proportions de chaque marque, ou testez l'eau de mer que vous avez obtenu. Il vous faudra suppléer en fonction de votre marque de sel habituelle, ou en changer.

Nemenzophylia

Conclusion:
Tester régulièrement la teneur en magnésium de vos aquarium et si besoin réajuster à des teneurs optimales grâce à des ajouts sont des habitudes justifiées qui aboutirons à l'obtention de maintenance réussis des coraux les plus sensibles sans dificultés.

Les additifs de magnésium devraient êtresufisant pour qu'aucun déséquilibre ionique ne soit créé. En outre beaucoup de sels de magnésium contiennent des quantités suffisantes d'ammoniaque pour contrarier les équilibres biologiques. Des sels très purs ayant une très haute teneur en magnésium sont donc exigés.

Le magnésium est un élément qui a été négligé pendant longtemps, l'aquariophilie récifal n'ayant connu un développement certain que depuis quelques années. Il à été couramment constaté, grâce au tests maintenant disponible sur le marché, que les proportions de magnésium des aquariums d'amateurs semble être plutôt bas. Cette situation est préjudiciable à la croissance et la maintenance des coraux hermatypique, ainsi qu'à l'équilibre de votre récif captif.

Montipora plateau

Il est maintenant aisé d'appliquer des mesures correctives, grâce aux produits disponibles dans les commerces aquariophiles spécialisés en eau de mer.

Le test magnésium de Salifert offre des résultats très direct et facilement lisible.
Il ne souffre pas d'interférences avec le calcium et le strontium dans les limites de concentrations habituel des aquariums marins.
Il mesure dans des étapes précises suffisantes de 30 mg/l avec un changement significatif du réactif de couleur.
Le kit peut exécuter approximativement 50 mesures de magnésium.

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Scolymia désormais interdit à la vente

L'avis d'Abri sous roche, ou la chimie pour tous (j'ai pas dit que pour les nuls!)

Je reprendrais simplement les écrits ci-dessus en ajoutant ma petite expérience et quelques fautes d'orthographes :-)

Le magnésium est important pour les cultures, pour la croissance des végétaux, aussi pour les animaux et les êtres humain. Des carences en magnésium fatigues et on des répercussion physique sur tout un chacun. Pourquoi nos coraux utilisant la photosynthèse n'en serait il pas aussi dépendant?

Depuis peu beaucoup de spécialistes s'accordent pour dire que les apports de magnésium sont utiles à la croissance des coraux durs. A mes débuts on disait que le magnésium était transformé mais pas consommé, et qu'en cas d'ajout il fallait impérativement faire des changements d'eau régulière pour éviter l'accumulation d'éventuels résidus? Je répondrais que de toutes façon un changement partiel et régulier ne peut étre que profitable à un aquarium marin.

Depuis peu la diffusion régulière de tests magnésium, à permis à tout a chacun de vérifier de visu la teneur de son aquarium. Les faits sont parlants d'eux mêmes, le magnésium baisse dans un aquarium récifal.
Certains tests sont plus ou moins précis, et il n'est pas de mon propos de cracher dans la soupe, noter simplement que les tests Saliferts sont spécialisé pour l'eau de mer, le package ne trompe pas d'ailleurs (malgré qu'il existe une gamme pour l'eau douce avec une apparence différente). Des comparaisons ont étés faites par des amateurs Allemands et Salifert sort toujours très bien noté, ces prix en sont en plus particulièrement attractif! Je modérerai juste la définition de test facilement calibrable, soit j'ai un peut de mal avec les couleur ou cerner avec précision un écart de couleur relève de la gageure!
C'est donc une approximation bien suffisante pour nos besoins aquariophile que vous obtiendrez!

Donc l'aquariophilie récifal se démocratisant, tester le magnésium à permis d'avoir un regain d'intérêt pour ce composant. Sa formulation chimique est Mg, rien à voir avec une petite sportive bien connus! :-) Sur que métal alcalino-terreux bivalent, sa sonne un peu moins bien! C'est pourtant ce qu'il est, comme le calcium, et le strontium.
Comme vous l'avez lu plus haut, il contribue à l'assimilation du calcaire par les coraux hermatypique et les algues calcaires, ainsi qu'il est une composante importante des Gorgones. En présence de magnésium le calcium se dissout plus facilement.
Etonnant aussi : il est utile à la maintenance des lysmata et des cartilagineux ! L'autre avantage de taille est qu'en présence de magnésium le taux de phosphates est plus bas, que l'on peu atteindre un taux de calcium supérieur dans l'aquarium et un niveau de précipitation reculé! Les caulerpes et toutes choses ayant une fonction chlorophyllienne consommera du magnésium.

Algues et bébés de petit GG

Pour ce qui est des ajouts, le test régulier, de votre eau permet d'éviter un surdosage comme un manque.
Mais il existe une méthode empirique valable pour savoir si tout vas bien coter concentration de Mg, la croissance des coraline! En effet une tache ronde doit s'ourler d'un rebord plus clair signifiant la croissance certaine de celle-ci. Par exemple si votre bac possède un taux de calcium et un kH suffisant (respectivement au moins 450 pour le premier et au dessus de 6degrés Allemands pour l'alcalinité) et que vous n'avez pas de coralines bien roses mais des pierres vivantes plutôt blanchâtres, c'est assurément une carence en magnésium!
Sinon les valeur recommandés sont au minimum 1000 mg/l jusqu'a la teneur de l'eau de mer naturel qui est de 1300 à 1400 mg/l

L'utilisation de plus en plus répandu d'osmoseur permet de ne pas importer les nitrates, mais arrête aussi certainement le magnésium, si vous minéralisez avec un sel pauvre en magnésium, les algues filamenteuses pourrais prospérer en lieu et place de belles coralines grâces au taux phosphates et nitrates même faible!

Osmoseur aquapure

De plus l'ajout d'eau de chaux (Hydroxyde de calcium) n'emmène pas de Mg! Je crois même qu'en dissolvant du sable de corail dans un réacteur à calcaire on ne produise pas de magnésium? Il est aussi absent des solutions de supplémentarité de chlorures de calcium du commerce.

Réacteur à hydroxude de calcium de la marque Deltec

Pour ce qui est de mon expérience, à l'heure ou les résines à base d'oxyde d'aluminium ou de fer sont utilisé régulièrement, j'attirerai l'attention sur le fait qu'une carence totale de phosphate peut créer un déséquilibre de l'aquarium marin. Attention, je n'ai pas dit qu'il en fallait beaucoup! Moins de 0.05mg/l suffisent! Juste quelque trace sinon la croissance des Acropora par exemple pourrait être freiné!
Les produits recommandé en ajout pendant l'utilisation des résines ou zéolites en contiennent des traces, (Ultramin voir page zéolites zéolite) cela permet de ne donner au bac que ce qu'il faut pour la croissance des coraux et rien d'autre. L'expulsion des zooxanthelles fautes de nutriment (ce qui permet de rendre au Acropora leur couleur vives unique) est aussi une source d'approvisionnement disparu en phosphates pour les coraux hermatypyques.
Le phénomène est accentué par l'adjonction de magnésium, pensez y!
Pour augmenter les phosphates en aquarium récifal, rien de plus facile, nourrissez vos Tubastreas et autres Gonioporas, les résultats ne se ferons pas attendre! :-)

Reacteur à calcaire Grotech.

Clown et Goniopora chez Karl

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Avec l'aimable autorisation de l'auteur Christel Theate, et recifduvendredi
( www.recifduvendredi.org )
Complément sur la suplémentation issue du site Salifert www.salifert.com avec leur aimable autorisation.
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