Opération EUMELI : flux de matière dans l'Atlantique tropical en régime eutrophe, mésotrophe et oligotrophe

- Programme Flux Océaniques (1)

1 CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique

L'objectif majeur du Programme Flux Océaniques (PFO) est de déterminer, à une échelle globale, les flux depuis la surface jusqu'au fond de l'océan. Les particules, qui prennent naissance dans la couche superficielle éclairée, sédimentent à des vitesses différentes dans la colonne d'eau en subissant des transformations chimiques et biologiques. Certaines finissent par se déposer sur le fond océanique avant d'être enfouies définitivement. L'objectif d' Eumeli est d'étudier, pour la première fois de façon intégrée, les flux de particules à chacune des étapes de ce voyage, depuis leur formation jusqu'à leur enfouissement. Ce flux de particules est d'abord un flux de carbone, essentiellement sous forme de molécules organiques édifiées par photosynthèse et également sous forme minérale (coccolithes et squelettes de foraminifères). Ce carbone est contenu dans le matériel vivant (phytoplancton, bactéries..) et dans les détritus qui en dérivent (débris, cadavres, pelotes fécales..). Il doit être considéré aussi comme un flux d'énergie, en fait d'énergie solaire captée lors de la photosynthèse et stockée temporairement dans la matière organique sous forme d'énergie chimique libérable au cours des oxydations ultérieures. Enfin, ces particules sont aussi des transporteurs actifs, car, durant leur transit et au cours de leurs transformations chimiques et physiques (agrégation - désagrégation), elles échangent avec le milieu divers éléments: soit ceux qui, à côté du carbone, formaient leurs constituants initiaux (N, P, Si, S, métaux..), soit ceux qui, par adsorption, s'y sont adjoints. L'importance potentielle de l'apport éolien vis-à-vis de la production primaire phytoplanctonique implique que ce flux, même s'il n'est pas étudié pour lui-même, soit pris en compte; ceci est particulièrement vrai pour les oligo-éléments comme le fer. Pour atteindre l'objectif global du programme PFO, des observations synoptiques sont nécessaires. Les seules envisageables concernent les particules pigmentées de la couche superficielle, c'est-à-dire celles que fournirait un capteur "couleur de l'océan" placé sur satellite, la faisabilité ayant été démontrée par le capteur expérimentalCZCS. Encore faut-il savoir relier quantitativement ces données sur les pigments chlorophylliens du plancton au flux de carbone organique qui quitte la source superficielle. Il importe également d' associer au cycle du matériel particulaire organique le cycle d'autres éléments, et ce, sur la totalité du parcours depuis la surface jusqu'au sédiment en place. Une étape impérative consiste à identifier et décrire les rouages et leurs engrènements, puis à modéliser les processus élémentaires impliqués et, enfin, à coupler les modèles dans les trois situations types qui constitueront le cadre de l'observation. En effet, le programme Eumeli repose sur un ensemble de campagnes qui permettront d'étudier un site eutrophe. un site mésotrophe et un site oligotrophe, même si cette dernière situation, représentative d'une fraction importante de l'océan mondial, sera privilégiée. Dans chacun de ces sites, sources et puits de matière particulaire seront décrits simultanément dans tous les compartiments qui s'étagent suivant la verticale: la couche euphotique, la colonne d'eau, la couche benthique, le sédiment superficiel (Fig. 1). Ces études intégrées, effectuées sur des sites distincts, sont destinées à contraindre les modèles de processus et les modèles couplés, qui restent unidimensionnels. En retour, la stratégie d'échantillonnage dépendra de la conception des modèles, observation et modélisation étant indissociables. Le but ultime d'Eumeli, grâce à l'étude de ces trois cas d'école, est d'obtenir un schéma explicatif satisfaisant doublé d'un outil numérique validé par des mesures fines, et fiable quant à ses prédictions. C'est la voie obligatoire pour que les données satellitaires soient traduites en flux de particules à l'échelle de l'océan global (...)

Domaines: Océan, Atmosphère

- Programme Flux Océaniques. Opération EUMELI : flux de matière dans l'Atlantique tropical en régime eutrophe, mésotrophe et oligotrophe. [Rapport de recherche] CNRS. 1989, 41p. ⟨hal-02103727⟩