L`expérience BOUM

L’expérience BOUM (Biogéochimie de l’Oligotrophie à l’Ultra-oligotrophie Méditerranéenne)
à bord du N/O L’Atalante
T. Moutin, F. Van Wambeke, L. Prieur et l’équipe BOUM*
(contact : [email protected])
CONTEXTE SCIENTIFIQUE :
Research Vessel : L’Atalante
Les modifications de la pompe biologique suite au changement
climatique influenceront probablement la séquestration du carbone
océanique, et donc le réchauffement climatique à l’échelle de temps
décennale. Les prévisions pour le XXIe siècle indiquent une
oligotrophisation de l'océan, entraînant un affaiblissement du
transfert de carbone à l'intérieur de l'océan par des processus
biologiques, et une accélération concomitante du changement
climatique. Afin de déterminer l'état actuel et les prévisions sur
l'efficacité future de la pompe biologique, certaines questions
apparaissent comme majeures dans les domaines de
l’océanographie physique et biogéochimique. Quel est l'équilibre
entre la production de matière organique dans la couche éclairée et
la reminéralisation dans la couche supérieure de l’océan? Quels
sontt lles principaux
i i
processus quii régissent
é i
t les
l échanges
é h
verticaux
ti
d'éléments nutritifs et de matière organique (rôle de l'activité à
méso--échelle et liens avec la circulation générale) ? Quelle est
méso
l'influence des relations complexes entre les organismes ?
Les réponses à ces questions présentent un intérêt particulier dans
l’océan oligotrophe qui concerne plus de 50 % de l'océan mondial.
Parmi les régions oligotrophes,
oligotrophes, les régions à faible disponibilité en
phosphate comme la mer des Sargasses ou la Méditerranée
présentent un intérêt supplémentaire. En effet, l’augmentation des
régions oligotrophes à faible disponibilité en phosphate est une
conséquence attendue du changement climatique
climatique..
.
hν
CO2
Atmosphère
DIC
POC
: Navire Océanographique L’Atalante
Océan
Couche éclairée
DOC
Disponibilité
nutritive
Couche mélangée hivernale
(Circulation des eaux intermédiaires)
DIC
Couche profonde
(Circulation des eaux profondes)
Production exportée
Pompe biologique: transfert de carbone à l’intérieur
l intérieur
de l’océan par des processus biologiques
DIC : Carbone minéral dissous
POC : Carbone organique particulaire
DOC : Carbone organique dissous
Transect de la mission BOUM superposé
p p
à une image
g
composite SeaWiFS de la concentration en chlorophylle a dans
la couche supérieure de la mer Méditerranée entre le 16 juin et
20 juillet 2008 (Remerciement à E. Bosc).
Déroulement :
La mission BOUM a eu lieu au cours de l'été 2008 (16 juin
juin--20 juillet) en Méditerranée
Méditerranée.. Un transect de
3000 km a été réalisé à bord du N/O français l'Atalante de l'embouchure du Rhône dans la partie
occidentale au sud de Chypre dans la partie orientale de la mer Méditerranée.
Méditerranée. Le long de ce transect
transect,,
deux types de stations ont été échantillonnées, les stations dites de « courte durée » (1 à 27
27)) et les
stations dites de « longue durée » (A, B et C) au centre de tourbillons anticycloniques
anticycloniques..
Objectifs :
L'expérience BOUM ((Biogéochimie
Biogéochimie de l'Oligotrophie
l'Oligotrophie à l’Ultraoligotrophie
l’Ultraoligotrophie Méditerranéenne), avait pour but d’obtenir une meilleure représentation des interactions
entre les organismes planctoniques et les cycles biogéochimiques des éléments biogènes, de l’échelle des processus à l’échelle
l’échelle de
de la Méditerranée. Elle était
organisée autour de trois objectifs majeurs :
1) Donner une description longitudinale de la biogéochimie et de la diversité biologique des premiers échelons trophiques du réseau planctonique de la mer
Méditerranée au cours de la période de plus forte stratification.
2) Etudier dans 3 stations situées dans chaque bassin (occidental, ionien, levantin) et au centre de tourbillons anticycloniques
anticycloniques,, la production et le devenir de la
matière organique, en nous intéressant particulièrement aux processus qui conduisent aux divergences entre les rapports stœchiom
stœchiométriques
étriques des éléments
biogénes dans l'eau environnante
environnante, dans la matière organique produite et exportée
exportée.
3) Obtenir une représentation satisfaisante des principaux flux biogéochimiques (C, N, P, Si) et de la dynamique du réseau troph
trophique
ique planctonique, à l'aide
d'expériences in situ et au sein de microcosmes.
Régions
eutrophes
A
B
29.09
29.1
29.1
0
(a)
1000
C
39.5
29.17
39
B
38
29.19
(e)
37.5
0
16
29.09
29.1
29.1
Régions oligotrophes à ultraoligotrophes
5
NO3
2000
3000
0
Régions
HNLC
0
14
13
(f)
29.1
PO4
0
500
1000
3000
29.19
0
160
1000
1500
2000
2500
3000
(g)
100
29.1
29.1
29.11
0
500
uM/kg
2000
AOU
1000
3
2.5
2
2.25
1
2.25
N*
2000
29.17
1000
Mission BOUM (été 2008)
Echantillonnage au centre de
tourbillons anticyloniques
0
2.25
0
Diagramme θ-S de l’ensemble des 30
profils CTD réalisés jusqu’au fond le long
du transect BOUM.
BOUM. Les traits noirs épais
représentent de gauche à droite les
stations A, B et C situées au centre de
tourbillons anticycloniques
anticycloniques.. La partie en
rouge sur ces profils
représente les
pycnostads
trouvés
dans
chaque
tourbillon..
tourbillon
180
Mission MINOS (été1996)
Echantillonnage au hasard
0.2
200
uM/kg
O2
29.11
2000
29.17
}
}
0.4
1000
220
29.09
29.1
1000
Mer Méditerranée
29.17
29.19
2000
(d)
10
1000
15
θ
29.11
2000
°C
1000
0
(c)
C
38.5
S
29.11
2000
(b)
A
0
BOUM section
2
0
2.5
-1
3000
50
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
29.19
1500
2000
2500
0
3000
Sections de (a) salinité (PSU), (b) température potentielle
(°C), (c) concentration en oxygène dissous, (d) utilisation
apparente d’oxygène (µmol kg-1), (e) concentration en
nitrate (f) concentration en phosphate et (g) du traceur N
nitrate,
N*
(µM) le long du transect BOUM (0-3000 dbar
dbar)).
Production primaire intégrée,
intégrée, en fonction de la
profondeur du sommet de la nitracline
nitracline..
Données de la mer Méditerranée dans le bassin
occidental (WB),
(WB) le bassin Ionien (IB) et le bassin
Levantin (LB) : mission MINOS (Moutin &
Raimbault,, 2002)
Raimbault
2002) et la mission BOUM, et données
de la région la plus oligotrophe de l’océan
mondial,, la gyre du Pacifique sud (T.
mondial
(T. Moutin,
Moutin,
données non publiées)
publiées).
46
Eté 2008 : Déploiement de 2 flotteurs PROVOR
Dans le centre du tourbillon Cyprus (C)
44
Valorisation de l’expérience BOUM :
42
40
Hiver 2009 : un à ll’intérieur,
intérieur, ll’autre
autre à ll’extérieur
extérieur
-30 articles de rang A dont 25 dans l’issue spéciale de Biogéosciences
«Interactions between planktonic organisms and the biogeochemical cycles of biogenic
elements in the Mediterranean Sea during intense summer stratification: the BOUM
experiment. Editor(s): T. Moutin, L. Prieur, C. Jeanthon, and A. V. Borges» disponible ici :
http://www.biogeosciences.net/special_issue82.html
A
38
36
34
B
30 cm/s
C
32
Couche mélangée : 360 m
210 m
30
-5
0
5
10
15
20
25
Eddy B boum 2008, bins 1 - 7
Eddy A boum 2008, bins 1 - 7
30
35
Eddy C boum 2008, bins 1 - 7
34.7
34
34.6
39.8
Les données BOUM sont disponibles dans les bases de données SISMER, LEFE CyBER et
SESAME.
34.5
39.6
33.8
34.4
39.4
34.3
33.6
39.2
-32 communications dans des colloques internationaux dont 15 dans une session
spéciale de l’OSM à Portland (USA, 2010) intitulée « Interactions Between
Biogeochemistry and Ecosystems in Low-P Oligotrophic Areas, Presiding: T. Moutin, B.
Van Mooy, F. T. Thingstad and M.W. Lomas »
34.2
34.1
39
33.4
34
38.8
33.9
38.6
33.2
33.8
30 cm/s
30 cm/s
30 cm/s
38.4
L’équipe BOUM à bord du N/O L’Atalante*
CONCLUSION
1.
4.8
5
5.2
5.4
5.6
5.8
6
6.2
6.4
6.6
6.8
33.7
18
18.2
18.4
18.6
18.8
19
33
32
32.2
32.4
32.6
32.8
33
33.2
Topographie
g
de surface ((min = -5 cm en brun et max = +
10 cm en rouge foncé), et courants ADCP mesurés à bord
le long du transect du navire entre 29 et 125 mètres de
profondeur.. Le zoom en dessous indique que les trois
profondeur
sites sont bien situés au centre de tourbillons
anticycloniques (A, B et C)
C)..
Nous avons montré l'importance de
l'activité à méso
méso--échelle sur les
échanges verticaux et les bilans
biogéochimiques en Méditerranée
L’activité à méso
méso--échelle est importante au
point
de
supprimer, voire d’inverser
2.
localement, le gradient trophique bien connu
de la Méditerranée d’ouest en est
Site de l’expérience BOUM : http://mio.pytheas.univ-amu.fr/BOUM/
Nous avons confirmé la carence en
3. P vs N de la Méditerranée et montré un
comportement « Redfieldien »
inattendu des eaux profondes