Contribution à l'étude du système des carbonates en Méditerranée-Distribution et variation spatio-temporelle de la pression partielle de CO2 dans les eaux superficielles du bassin Liguro-Provençal
Résumé
Approximately 60% of the anthropogenically produced carbon dioxide (CO2) currently accumulates in the atmosphere, with the remainder transferred largely to the ocean. The magnitude of the oceanic sink is uncertain. Several models have predicted an increase in the upper layer ocean carbon dioxide content, but the oceanic CO2 uptake is poorly constrained due to sparse pCO2 datasets on relevant time and space scales. Actually, physical and biological processes contribute to the large spatial and temporal variability of pCO2. The example of a semi-enclosed sea such as the Mediterranean Sea offers the opportunity of a complete sampling of the various processes controlling the carbon cycle at a global scale. This study is based on two-year's monthly measurements of CO2 system parameters at the Fr-JGOFS Dyfamed site. We observed that seawater pCO2 was highly variable on different timescales, ranging from diel to seasonal. However the annual cycle of pCO2 at Dyfamed was well defined, with a change of about 120 µatm. The quantification of the contributions of the various processes governing the seasonal cycle of pCO2, has led to the establishment of empirical relationships between pCO2 and surface seawater properties. This allows for the extrapolation of the results obtained at the Dyfamed site over wider spatial scales which are not covered by the relevant data, by using remotely sensed measurements. A synthesis of existing transect cruises provides means of assessing the robustness of these pCO2-surface property relationships across the Mediterranean Sea. The major limitation in the prediction of the spatial distribution of pCO2 arises from the lack of data at different seasons over the various basins of the Mediterranean.
On admet que l'océan absorbe environ 30% de l'excès de dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique d'origine anthropique. Une évaluation plus précise de ce pourcentage est actuellement très difficile. Des prévisions sont tentées à travers des modèles, mais la modélisation des échanges air-mer se heurte encore à de nombreuses inconnues: répartition des pressions partielles de CO2 dans les océans, vitesse d'échange, rôle de la production biologique...Il y a un besoin urgent de données pour valider les modèles et pour résoudre les différentes échelles spatio-temporelles des variabilités de CO2 liées à des processus physiques et biologiques. L'exemple de la Méditerranée offre un cadre favorable pour une telle démarche, car elle réunit sur une zone relativement peu étendue un échantillonnage assez complet de la diversité des processus qui interviennent dans le cycle du carbone à l'échelle globale. Nous avons abordé cette étude en un point fixe du bassin Liguro-Provençal dans le cadre du programme JGOFS "Dyfamed". Les mesures mensuelles de pCO2 faites en surface pendant deux années, mettent en évidence la très grande variabilité spatio-temporelle de pCO2 aussi bien à l'échelle d'une heure qu'à l'échelle de quelques jours. Malgré cette variabilité, les mesures mensuelles ont permis d'observer un cycle bien défini de pCO2 dans les eaux de surface, d'une amplitude de l'ordre de 120 µatm. L'analyse des processus responsables des variations saisonnières du cycle de pCO2 au site Dyfamed permet de mettre en place des relations saisonnières empiriques entre la distribution de pCO2 et celles d'autres paramètres, dans le but d'extrapoler à une autre région les résultats obtenus au site Dyfamed à l'aide de paramètres plus couramment mesurés ou que l'on peut obtenir à partir de mesures satellitales. A partir de l'analyse de la distribution superficielle de pCO2 à une plus large étendue de la Méditerranée, il est apparu impossible d'établir une relation unique traduisant les variations spatio-temporelles de pCO2, et qui permettrait ainsi de prédire la répartition de pCO2 à l'échelle de la Méditerranée. La principale limite actuelle réside dans le fait qu'il faudrait avoir des mesures de pCO2 à plusieurs saisons et si possible dans tous les bassins.
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