Get started
Work

Efflorescences phytoplanctoniques : hotspots pour l'absorption du CO2 dans l'océan Austral

Year: 2025
Type: dissertation
Abstract: L'océan Sud, important puits de CO₂ atmosphérique, reste peu observé en raison de son inaccessibilité. Les estimations de flux air-mer de CO2 issues des observations divergent de celles des modèles, avec des écarts croissants au cours de la dernière décennie (Hauck et al., 2023, Mayot et al., 2023). Ma thèse porte sur les processus impactant les flux air-mer de CO2 dans la région subpolaire de l'océan Sud. Lors d'une campagne en mer réalisée en janvier 2022 dans le cadre du projet européen SO-CHIC (« Southern Ocean Carbon and Heat Impact on Climate »), une bouée dérivante CARIOCA (« Carbon Interface Ocean Atmosphere ») a été déployée au nord de la mer de Weddell (0 °E, 54 °S). Elle a acquis des mesures pendant dix-sept mois, s'étalant sur plusieurs saisons, dans les océans Atlantique et Indien sud. En combinant cet ensemble de mesures avec des observations satellitaires, des produits d'analyse et de réanalyse, et des mesures réalisées sur d'autres vecteurs in-situ (gliders, flotteurs, navires), j'ai analysé les processus influençant la fugacité du CO2 océanique, fCO2.Après son déploiement, la bouée CARIOCA, dérivant à l'est de 0 °E, 54 °S, a détecté une forte sous-saturation en fCO₂ dans une couche de surface à faible salinité. A l'aide de trajectoires lagrangiennes, j'ai montré que les eaux échantillonnées par la bouée en janvier-février 2022 provenaient du bord de glace, où une efflorescence phytoplanctonique a eu lieu en novembre 2021, probablement favorisée par un retrait anormalement précoce de la glace de mer. Une analyse océanique et des observations satellitaires indiquent également la migration à la surface de l'océan d'une masse d'eau dessalée, du bord de glace, au printemps 2021, vers la région subpolaire, au nord-est de la mer de Weddell, en été 2022. Un modèle advectif simple tenant compte d'une forte sous-saturation en fCO2 au voisinage de la glace, telle que mesurée dans des conditions similaires par des flotteurs BGC-ARGO, et des échanges air-mer de CO2 le long de la migration vers le nord-est de la masse d'eau, suggère que la sous-saturation observée par CARIOCA dans la région subpolaire résulte de la forte sous-saturation en bord de glace. Mon hypothèse est donc que des eaux dessalées et stratifiées, possiblement enrichies en micronutriments tels que le fer, issues de la fonte de la glace, ont migré vers le nord-est, provoquant un puits de carbone anormalement élevé à des latitudes plus au nord que d'habitude. En étendant cette étude à tous les bassins océaniques et sur plusieurs années, on observe une augmentation des concentrations de chlorophylle-a, chl-a, au nord de la zone marginale de glace. Je suggère l'hypothèse que ceci pourrait être dû à une migration vers le nord d'eaux fertilisées et stratifiées issues de la fonte des glaces. La fonte croissante de la calotte glaciaire Antarctique et des glaciers, pourraient aussi avoir contribué à cela. En juin 2022, la bouée CARIOCA a mesuré une forte variabilité de fCO2 en lien avec des variabilités de température et salinité. Cette variabilité est associée à la présence de tourbillons de méso échelle. Je documente comment ces tourbillons peuvent avoir eu un impact sur les fluctuations du fCO2 océanique et du carbone inorganique dissous (DIC). Une sous-saturation de 15 µatm du fCO2 océanique a été observée en hiver 2022 : une partie de cette sous-saturation peut s'expliquer par une anomalie négative de la température de surface de la mer. Au printemps 2022-été 2023, alors que la bouée CARIOCA dérivait au sud-est des îles Kerguelen et Crozet, elle a observé une sous-saturation du fCO2 de l'océan de surface moindre que celle observée en été 2022, associée à des concentrations modérées de chl-a. En fin d'automne 2023, les valeurs de fCO2 océanique sont de retour à l'équilibre avec l'atmosphère.
Language: English
Subfield: Oceanography
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7104502140
Cites:
Cited by:
Related to: