Author: Alexandre ForestPublisher:
ISBN:
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Languages : en
Pages : 360
Book Description
Influence du climat sur les facteurs physiques et biologiques qui contrôlent le flux vertical de carbone organique particulaire dans le sud-est de la mer de Beaufort (océan Arctique)
Author: Alexandre ForestInfluence du climat sur les facteurs physiques et biologiques qui contrôlent le flux vertical de carbone organique particulaire dans le sud-est de la mer de Beaufort (océan Arctique)
Author: Alexandre Forest (Océanographe)Publisher:
ISBN:
Category : Carbon cycle (Biogeochemistry)
Languages : en
Pages : 0
Book Description
Les flux de carbone organIque particulaire (POC) sont des déterminants clés de la régulation du climat sur Terre. Les rapides changements climatiques qui affectent les hautes latitudes nordiques sont susceptibles de modifier abruptement la dynamique des flux de POC dans l'océan Arctique. Les implications de telles modifications pour le réseau alimentaire marin et le climat sont inconnues. Afin d'examiner le contrôle physique et biologique des flux verticaux de POC dans l'océan Arctique, des pièges séquentiels à particules ont été mouillés dans la région du plateau canadien de la mer de Beaufort. Une . première étude sur le talus continental a révélé le fonctionnement horizontal partiel des flux de POC dans les mers englacées, puisqu'environ la moitié du flux vertical récolté à cet endroit a été relié à l'advection latérale de particules par la convection thermohaliQe. Ainsi, advenant un accroissement de la quantité de matériel organique ·produite dans un océan Arctique à couvert de glace estival absent, la séquestration de POC serait augmentée à cause de la formation d'un plus grand volume de glace saisonnière. L'investigation subséquente du cycle annuel d'export de POC sur le plateau a permis d'élaborer un modèle conceptuel de cet écosystème qui varie selon l'importance relative des apports de POC labile ou réfractaire. Ce modèle suggère que si les changements climatiques induisent une augmentation des apports terrigènes et de détritus sur les plateaux arctiques, le développement d'un écosystème basé sur le recyclage du POC serait favorisé. Finalement, l'examen de la variabilité interannuelle des flux de POC en marge du plateau ~ révélé que les flux verticaux les plus élevés étaient détectés en concomitance avec un retrait tardif des glaces, une forte floraison pulsée et un mismatch apparent avec les consommateurs pélagiques. Ce résultat supporte qu'une débâcle précoce et une plus longue saison de production primaire dans les mers arctiques profiterait davantage au transfert trophique de POC qu'à son export vertical. La conclusion générale de la thèse illustre la complexité de prédire la nature et la magnitude des flux verticaux de POC dans un océan Arctique affecté par de multiples changements environnementaux. Le maintien à long terme d'observatoires marins (ex. lignes de mouillage) est donc essentiel à une meilleure synthèse des liens qui unissent le climat et le cycle du carbone organique dans les hautes latitudes nordiques.
Impacts des changements climatiques sur les flux de carbone stimulés par la lumière dans l'Océan Arctique
Author: Simon BélangerPublisher:
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Languages : en
Pages : 486
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Photochemical oxidation of colored dissolved organic matter (CDOM), and the resulting production of CO2, is now known to be a significant process in the cycling of carbon in the ocean-atmosphere system. One environment where that process may play a major role in the context of climate change is the Arctic ocean because of: 1) the increasing amount of terrestrial CDOM released by the melting permafrost and brought to coastal ocean by rivers, 2) the decreasing summer ice cover that allows more solar radiation to penetrate the water column, and 3) the continuing increase in UV radiation over that region. A coupled optical-photochemical model was used to assess the role of photooxidation in the carbon cycle of the Arctic Ocean. To calculate the photoproduction of CO2 (PDIC), the incoming spectral irradiance, including UV, was modeled with a radiative transfer model that uses satellite observations of sea ice, ozone, aerosols and cloud cover covering the 1979 to 2004 period. In situ determinations of the apparent quantum yield for the photoproduction of CO2 made in the Beaufort Sea were used for the calculations. A key parameter in the model was the contribution of CDOM to the total absorption coefficient. It was either obtained from in situ measurements or derived from Ocean Color imagery using a new empirical algorithm. Unlike most semi-analytical approaches found in the literature, the proposed empirical algorithm provides a mean to separate CDOM absorption coefficient from nonalgal particles absorption coefficient at the regional scale. The use of Ocean Color remote sensing at high latitude is, however, compromised by the presence of sea ice that contaminates the data. This problem was addressed in the present study, and a method was proposed to detect and eliminate contaminated pixels. Finally, it was shown that the level of PDIC is similar to the level of sequestered rates of organic carbon in the ocean sediments, which was produced through marine photosynthesis; and that the increase in UV and decrease in summer sea ice over the last 26 years have led to an increased in PDIC by about 15%. These results indicate that the predicted trend of ongoing contraction of sea ice cover will greatly accelerate the photomineralization of CDOM in Arctic surface waters.
CONTINENTAL EROSION AND RIVER TRANSPORT OF ORGANIC CARBON TO THE WORLD'S OCEANS
Author: Wolfgang Ludwig (géochimiste).)Publisher:
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Languages : en
Pages : 204
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L'OBJECTIF SCIENTIFIQUE DE CETTE ETUDE EST DE QUANTIFIER A L'ECHELLE GLOBALE LES FLUX DE CARBONE ORGANIQUE APPORTES CHAQUE ANNEES AUX OCEANS, AFIN D'EVALUER LE ROLE DE CES FLUX DANS LE CYCLE GLOBAL DU CARBONE. LES FLUX DE CARBONE ORGANIQUE CONCERNENT, DE MANIERE A PEU PRES EQUIVALENTE, LE CARBONE ORGANIQUE DISSOUS (COD) ET LE CARBONE ORGANIQUE PARTICULAIRE (COP). POUR CES DEUX FORMES DE CARBONE, LES FACTEURS DE CONTROLE SONT IDENTIFIES ET DES MODELES EMPIRIQUES SONT ETABLI POUR EXTRAPOLER LES FLUX A L'ECHELLE GLOBALE ET REGIONALE. CES FLUX ETANT FORTEMENT ASSOCIES AUX FLUX D'EAU (COD, COP) ET DE SEDIMENTS (COP), UNE TELLE INVESTIGATION N'EST POSSIBLE QU'AVEC UN EXAMEN DETAILLE DES FACTEURS PRINCIPAUX DE CONTROLE DE CES DEUX PARAMETRES CLES A L'ECHELLE GLOBALE. L'APPROCHE DE CETTE ETUDE EST BASEE SUR UN ENSEMBLE DE 60 GRANDS FLEUVES DU MONDE. LES CARACTERISTIQUES HYDROCLIMATIQUES, BIOLOGIQUES, GEOMORPHOLOGIQUES ET LITHOLOGIQUES DES BASSINS VERSANTS DE CES FLEUVES SONT EXTRAITES D'UN GRAND NOMBRE DE BANQUES DE DONNEES GLOBALES A PARTIR DES CONTOURS DIGITALISES DE CES BASSINS. ENSUITE, CES CARACTERISTIQUES SONT UTILISEES POUR DES ANALYSES STATISTIQUES AVEC LES DONNEES DE LA LITTERATURE SUR LES FLUX DE CARBONE, D'EAU ET DES SEDIMENTS DANS CES FLEUVES. LORSQU'ON APPLIQUE LE MODELE DE REGRESSION POUR LE COD A LA SURFACE TOTALE DES CONTINENTS A PARTIR DE L'ENSEMBLE DES DONNEES EXISTANTES, LA QUANTITE TOTALE DE CARBONE ORGANIQUE DISSOUS EXPORTE VERS LES OCEANS EST ESTIMEE A ENVIRON 0,21 GIGATONNES DE CARBONE PAR AN (GTC/AN). POUR LE COP, CETTE QUANTITE EST D'ENVIRON 0,16 GTC/AN. LES FLUX CORRESPONDANT D'EAUX ET DE SEDIMENTS SONT RESPECTIVEMENT DE 44400 KM#3/AN ET 16 GT/AN. POUR TOUS CES TRANSPORTS FLUVIAUX, DES CARTES GLOBALES REPRESENTANT LA DISTRIBUTION SPATIALE DES FLUX SPECIFIQUES SUR LES CONTINENTS SONT AINSI PRESENTEES, ET DES BILANS DETAILLES SONT PROPOSES POUR LES DIFFERENTS CONTINENTS, BASSINS OCEANIQUES ET TYPE DE CLIMATS. FINALEMENT, LA MODELISATION DES TRANSPORTS FLUVIAUX DE CARBONE ORGANIQUE EST COUPLEE A UNE MODELISATION DE CARBONE INORGANIQUE DEVELOPPEE PAR AMIOTTE-SUCHET 1995.
Production, transport et transformation de la matière particulaire dans le premier kilomètre des océans
Author: François RoullierPublisher:
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Languages : en
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Dans le système de la pompe biologique océanique, l'incorporation et la séquestration du carbone d'origine atmosphérique dans les sédiments marins résultent de la fixation en surface de ce carbone, suivie de son transit dans la colonne d'eau sous forme de particules carbonées. Dans la zone euphotique (0-200m), la photosynthèse par le phytoplancton joue le rôle primordial de fixateur du carbone atmosphérique dans des particules organiques consommées ensuite par les autres organismes marins hétérotrophes. La matière organique particulaire produite directement à partir du phytoplancton (comme les agrégats) ou indirectement par les organismes (par exemple les pelotes fécales) représentent le principal vecteur d'export du carbone vers l'océan profond. Dans ce contexte, l'efficacité de la pompe biologique est alors fonction de la vitesse de sédimentation des particules et finalement seules les particules dont la taille et la masse sont suffisantes parviennent jusqu'au sédiment. Ces considérations ont ainsi permis d'établir que les particules d'une taille > 500μm connues dans la littérature scientifique sous le terme de "neige marine" contribuaient significativement à l'export en profondeur. Au cours de l'expédition TARA, l'utilisation du Profileur de Vision Marine (PVM) nous a permis d'établir la distribution en taille du compartiment particulaire (> 100μm) depuis la surface jusqu'à 1500m de profondeur dans plus de 150 stations échantillonnées dans les océans majeurs. A l'aide de cette base de données, couplée aux données environnementales (physiques et biogéochimiques), nous avons cherché à évaluer l'intensité du flux particulaire (dérivé de la distribution en taille des particules) et à déterminer les processus biotiques et abiotiques modulant cet export. Dans la première partie de ce travail, une classification réalisée à partir des profils verticaux de flux a permis de mettre en évidence l'importance de la production de surface et la contribution des différentes communautés de phytoplancton (micro-, nano- et pico-phytoplancton) à l'établissement du flux particulaire sous la couche de surface, mais aussi le rôle des processus de transformation dans différentes régions océaniques dans l'atténuation du flux en profondeur. En dehors des régions à dominante oligotrophe où la quantité de matériel particulaire en surface reste extrêmement faible, nous avons constaté que l'atténuation du flux la plus faible correspondait aux "Zones à Minimum d'Oxygène" (OMZ). La deuxième partie de ce travail de thèse s'articule donc autour de l'étude des OMZ afin de comprendre les processus impliqués dans la dynamique du transfert vertical des particules. Sur la base de mesures biogéochimiques réalisées à partir de l'ensemble des capteurs (optique et imagerie), nous avons pu observer que les faibles valeurs d'atténuation de flux (k = 0,35 +/- 0,26) dans l'OMZ étaient en fait le résultat d'une réaugmentation profonde de 5 à 15% de celui-ci. Nous discutons cette réaugmentation comme étant une conséquence de l'activité des communautés mésopélagiques de zooplancton vivant sous la couche suboxique des OMZ (oxycline inférieure) tout en proposant aussi un rôle potentiel des microorganismes anaérobiques sur la dégradation et la modification de la matière organique particulaire en sédimentation dans le coeur de l'OMZ. Enfin, la dernière partie de ce travail se focalise sur la plus intense OMZ, celle de la Mer d'Arabie (Océan Indien). A l'aide d'un modèle de transport Lagrangien, nous avons évalué la possibilité d'un transport particulaire advectif depuis la côte (Golfe Persique) vers le large qui aurait pu contribuer à alimenter en matière organique la couche suboxique de l'OMZ.
Biodiversity of the Southern Ocean
Author: Bruno DavidPublisher: Elsevier
ISBN: 0081004850
Category : Science
Languages : en
Pages : 132
Book Description
The Southern Ocean surrounding the Antarctic continent is vast, in particular, its history, its isolation, and climate, making it a unique "laboratory case" for experimental evolution, adaptation and ecology. Its evolutionary history of adaptation provide a wealth of information on the functioning of the biosphere and its potential. The Southern Ocean is the result of a history of nearly 40 million years marked by the opening of the Straits south of Australia and South America and intense cooling. The violence of its weather, its very low temperatures, the formation of huge ice-covered areas, as its isolation makes the Southern Ocean a world apart. This book discusses the consequences for the evolution, ecology and biodiversity of the region, including endemism, slowed metabolism, longevity, gigantism, and its larval stages; features which make this vast ocean a "natural laboratory" for exploring the ecological adaptive processes, scalable to work in extreme environmental conditions. Today, biodiversity of the Southern Ocean is facing global change, particularly in regional warming and acidification of water bodies. Unable to migrate further south, how will she cope, if any, to visitors from the North? - Designed for curious readers to discover the immense ocean surrounding the most isolated and most inhospitable continent on the planet. - Describes the Southern Ocean facing biodiversification due to global change - Authored by scientists with experience of expeditions to the Southern Ocean