atlantique – Laboratoire LEMAR UMR 6539

Le puits de fer (II) dissous non comptabilisé : Aperçu des concentrations de dFe(II) dans les profondeurs de l’océan Atlantique

Résumé

Les sources hydrothermales situées le long des dorsales océaniques sont des sources reconnues de nombreux métaux, dont le fer, qui existe sous deux formes: le Fe(II), accessible au phytoplancton mais facilement oxydable et peu abondant, et le Fe(III), dominant mais peu accessible. Dans cet article, les concentrations de fer dissous dFe(II) ont été mesurées à proximité de 6 sites hydrothermaux localisés sur la dorsale médio-atlantique (entre 39,5°N et 26°N). Le fer (II) présent dans l’eau de mer est oxydé entre quelques minutes et quelques heures, ce qui est en moyenne deux fois plus rapide que le temps nécessaire à la collecte des échantillons dans les profondeurs de l’océan et à son analyse dans le laboratoire à bord des navires océanographiques. En utilisant une équation multiparamétrique (température in-situ, pH, salinité, délai entre la collecte et l’analyse) pour estimer la concentration initiale de dFe(II) dans l’océan profond, cette étude montre que le dFe(II) contribue à plus de 20% au réservoir dissous, contrairement à <10 % précédemment comptabilisé. Les concentrations de dFe(II) in situ sont donc nettement plus élevées que les valeurs rapportées dans les environnements sédimentaires et hydrothermaux où le Fe est ajouté à l’océan sous sa forme réduite.

Points forts

Compte tenu de l’oxydation, les concentrations de fer (II) en haute mer sont inférieures à 0,2 nmol L-1.
La plus forte concentration de fer (II) mesurée était de 69,6 nmol L-1 au site hydrothermal Rainbow.
En haute mer, le fer (II) représente 20 % du stock de fer dissous.
Les variations d’oxygène au sein de l’OMZ représentent 60 % de la variabilité de l’oxydation du fer (II).

Référence

Gonzalez-Santana, D.; Lough, A. J. M.; Planquette, H.; Sarthou, G.; Tagliabue, A.; Lohan, M. C. The Unaccounted Dissolved Iron (II) Sink: Insights from DFe(II) Concentrations in the Deep Atlantic Ocean. Sci. Total Environ. 2023, 862, 161179.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161179.

10/03/2023/by sherve@univ-brest.fr

Le 17/12/2018 à 15h en amphi A de l’IUEM, soutenance de thèse de Pierre Poitevin (LEMAR)

actualité archives

Titre : « Sclérochronologie à Saint-Pierre et Miquelon : De l’échelle sub-horaire aux reconstructions multi-décennales »

Le jury sera composé de :

Anne Lorrain (Examinatrice) IRD / LEMAR
Claire Lazareth (Examinatrice) IRD / LOCEAN
Stéphanie Thièbault (Examinatrice) CNRS / Directrice de l’INEE
Philippe Archambault (Rapporteur) Univ. Laval
Matthieu Carré (Rapporteur) CNRS / LOCEAN

Directeurs de thèse :

Laurent Chauvaud et Pascal Lazure

Résumé :

Les écosystèmes côtiers sont exposés aux changements climatiques globaux entraînant des modifications de leur structure et de leur fonctionnement. Cependant, nous disposons de peu d’information sur la variabilité de leurs propriétés physiques avant 1950, principalement à cause de l’absence de mesures in situ à long terme. Les parties dures des organismes marins longévifs ont le potentiel d’étendre les observations instrumentales, à différentes échelles spatiales et temporelles, afin d’améliorer notre compréhension des processus environnementaux passés.

Cette thèse de doctorat a pour cadre Saint-Pierre & Miquelon (SPM), un petit archipel situé à la confluence de grands courants océaniques marquant la frontière entre les gyres subtropicaux et subpolaires de l’Atlantique Nord. Outre sa position clé à l’échelle mondiale comme indicateur de l’évolution du climat, des spécificités locales induisent une dynamique très particulière. Le changement bathymétrique se produisant au nord-ouest de l’île de Miquelon génère la propagation anticyclonique d’une onde interne côtière piégée autour de cet archipel. Ce phénomène local conduit, au cours de la période stratifiée, à la génération des plus importantes oscillations thermiques (d’une amplitude pouvant atteindre 11,5°C) quotidiennes (25,8 h) jamais observées, quelle qu’en soit la fréquence, sur un plateau continental stratifié d’une latitude moyenne.

Ce travail est basé sur l’analyse des structures calcifiées d’organismes marins locaux, afin de mieux comprendre la variabilité environnementale passée à ces deux échelles. Tout d’abord, il convenait de s’approprier différentes méthodes sclérochronologiques. Cette étape a été réalisée à travers l’étude de Spisula solidissima. Puis, les variations océanographiques à grandes échelles des dernières décennies ont été étudiées en utilisant le bivalve et l’algue calcaire présentant les plus longues périodes de croissance connues à ce jour, Arctica islandica et Clathromorphum compactum, respectivement. Les relations observées entre les enregistrements sclérochronologiques issus de ces deux modèles biologiques et plusieurs types de données environnementales acquises à différentes échelles géographiques, nous ont permis de mieux décrire la variabilité océanographique à grande échelle ainsi que ses impacts sur la dynamique des écosystèmes infralittoraux de SPM. Enfin, les effets des oscillations locales de température à haute fréquence (25,8 h) ont été suivis à l’aide des informations sclérochimiques contenues dans la coquille de Placopecten magellanicus, une espèce de bivalve présentant une croissance coquillère extrêmement rapide (500 µm / jour).

Cette étude a, in fine, mis en avant la position privilégiée de SPM pour étudier la variabilité océanographique, les réponses biologiques de différentes espèces benthiques et la dynamique des écosystèmes côtiers, à différentes échelles de temps (de celle de la marée aux 165 dernières années) et d’espace (de celle de l’archipel à celle de l’Atlantique Nord).

10/11/2018/by titodemora