Etude des apports des métaux traces par le dépôt atmosphérique en Méditerranée occidentale
Year: 2018
Type: dissertation
Abstract: Le phytoplancton est un des acteurs majeurs contrôlant les flux air-mer de CO2 et ainsi le cycle du carbone à l’échelle mondiale. Il est connu que dans certaines zones océaniques, les apports atmosphériques en tant que sources de nutriments majeurs comme N, P ou Fe contrôlent le développement phytoplanctonique. Des études récentes montrent que la limitation de croissance du phytoplancton est aussi liée à de trop faibles concentrations marines en métaux traces, notamment en Méditerranée, et que le dépôt atmosphérique de ces métaux pouvait permettre de lever cette limitation. Toutefois, une étude bibliographique sur la Méditerranée met en avant que les données, aussi bien en termes de flux atmosphérique de métaux traces que de biodisponibilité sont actuellement manquantes ou trop fragmentaires pour conclure sur la pertinence de ces hypothèses. Dans ce contexte, ce travail de thèse a pour but de mieux quantifier les flux de métaux (Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, V et Zn) et plus particulièrement de métaux biodisponibles, c’est-à-dire solubles, sur la zone Méditerranéenne. Dans un premier temps, une base de données, qui est la première du genre, sur la composition élémentaire (teneurs et ratios X/Al), et la solubilité des métaux traces issus d’aérosols désertiques Africains (analogues et collectés en zone source au Niger) a été établie. Ces valeurs pourront être utilisées comme valeurs de référence par la communauté pour estimer l’origine ou les flux solubles de métaux dans les aérosols ou le dépôt atmosphérique collectés dans les zones sous les vents Sahariens. Les résultats montrent que l’utilisation de la fraction fine des sols africains comme analogues des aérosols désertiques pour la composition élémentaire est plus fiable que l’utilisation du modèle de croûte terrestre. La solubilité des métaux traces obtenue pour les aérosols collectés en zone source est 2 -7 fois plus élevée que celle obtenue à partir des analogues des aérosols désertiques pour les métaux traces étudiés. La seconde étape de ce travail a été de renseigner les flux atmosphériques des métaux traces en Méditerranée. Les échantillons de dépôts atmosphériques du réseau DEMO, collectés sur 4 sites en Méditerranée occidentale: Corse, Majorque, Lampedusa et Médenine entre 2013 et 2014, ont été utilisés pour déterminer les flux annuels de métaux insolubles sur cette zone. Les flux annuels des métaux traces totaux et solubles ont également été estimés, en considérant les valeurs de solubilité des métaux traces. Par comparaison avec les valeurs de référence obtenues sur les analogues d’aérosols africains, l’origine des métaux dans le dépôt insoluble et total a été investiguée. Parmi les métaux étudiés, les flux de Fe, Mn et V sont essentiellement liés aux apports désertiques, alors que la contribution anthropique est majoritaire pour les autres métaux. Ces résultats montrent qu’il est critique de considérer les sources anthropiques de métaux traces pour avoir une bonne représentation de la variabilité spatio-temporelle de leurs flux atmosphériques en Méditerranée.Enfin, les flux atmosphériques de métaux et concentrations marines ont été confrontés dans la dernière partie de cette étude. Pour cela, lors de la campagne de bateau PEACETIME en Méditerranée, les dépôts secs et humides ont été caractérisés et quantifiés, en terme de teneurs et de solubilité en métaux traces, pour la première fois en pleine mer de la Méditerranée. Les concentrations des métaux traces dans les dépôts secs et humides sont typiquement plus faibles que celles mesurées en sites côtiers, même si la plupart des métaux présentent une origine anthropique. La comparaison des concentrations des métaux traces dans les pluies et dans l’eau de mer montre que les pluies pourraient constituer une source de métaux, toutefois les faibles variations des concentrations marines observées après les pluies ne permettent pas de conclure sur ce point
Source: theses.fr (ABES)
Author: Franck Fu
Institution: Sorbonne Paris Cité
Language: French
Subfield: Oceanography
Field: Earth and Planetary Sciences
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7148631336