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Blanc - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (Blanc SIMI 6)
Edition 2013


GEOVIDE


GEOVIDE, Une étude internationale GEOTRACES le long de la section OVIDE en Atlantique Nord et en Mer du Labrador

GEOVIDE
Une étude internationale GEOTRACES le long de la section OVIDE en Atlantique Nord et en Mer du Labrador

Enjeux et objectifs
Les principaux objectifs du projet GEOVIDE sont de (i) mieux connaitre et quantifier la circulation méridienne de retournement (MOC) et le cycle du carbone dans un contexte de variabilité décennale, en ajoutant de nouveaux traceurs clefs, (ii) établir la distribution des Eléments Traces et Isotopes (TEIs) avec leur spéciation physique et chimique le long d’une section sur toute la colonne d’eau à haute résolution, (iii) caractériser les sources et puits et quantifier les flux des TEIs aux frontières océaniques, (iv) étudier le lien entre les TEIs, et la production, l’export et la reminéralisation de la matière organique, (v) mieux comprendre et quantifier les paléoproxies 231Pa/230Th, eNd, and d30Si.
L’échantillonnage et la mesure des TEIs dans l’eau de mer relève du challenge car les concentrations sont extrêmement faibles et, pour certains d’entre eux (en particulier les métaux traces) les possibles contaminations sont nombreuses. Les équipements scientifiques et les méthodes analytiques les plus récentes et novatrices sont utilisés dans ce projet pour échantillonner et mesurer les TEIs, en suivant les lignes directrices du programme GEOTRACES. Tous les membres du consortium sont reconnus en tant experts internationaux dans leur domaine de recherche respectif, certains d’entre eux ayant participé à plusieurs campagnes GEOTRACES et à des exercices d’intercalibration. La force du projet GEOVIDE est son interdisciplinarité, en coupant de la physique océanographique (avec le groupe OVIDE), de la géochimie et de la biogéochimie.
GEOVIDE est la contribution française dans l’Atlantique Nord au programme GEOTRACES (section officielle GA01) et apportera des informations cruciales, en particulier sur les distributions des TEIs dans cette région clef de la circulation thermohaline et leur lien avec le changement global.

Stratégie scientifique
Pour atteindre ces objectifs, une campagne océanographique de 44 jours sur le N/O Pourquoi Pas ? (mai-juin 2014) a été réalisée. Au cours de la mission GEOVIDE, nous avons réalisé 78 stations (plus une station test), dont 46 dites Short, 17 Large, 5 XLarge et enfin, 10 Super. Au total, nous avons réalisé : 163 déploiements de la rosette classique, 53 déploiements de la rosette propre sur le treuil/câble propre, 25 déploiements de pompes in-situ, 11 déploiements du carottier mono-tube, 9 déploiements d’un filet à plancton, 140 échantillons de Fish (échantillons propre de surface), 18 échantillons d’aérosols et 10 d’eau de pluie, des largages de 60 XBT, 8 ARVOR, 2 ARVOR-deep, 2 PROVOR-DO, 2 PROVBIO, 1 ARVOR double DO, 2 APEX et des 12 bouées météo, 160 profils de courants LADCP et des mesures en continu (OS38, OS150, Thermosalinographe, CO2 de surface). Ceci est en parfaite adéquation avec les objectifs initiaux, avec des ajustements qui ont pris en compte, au cours de la mission, des données en temps réels, des prévisions océan Mercator, des difficultés techniques et des contraintes météorologiques. Toutes les marges ont pu être échantillonnées, malgré la présence très récente de glace de mer eu niveau du Groenland.
De nombreux paramètres sont d’ores et déjà acquis et ont déjà été valorisés (cf. rapport à 18 mois).

Résultats

- Observation pour la première fois d’un front subarctique très au nord et des branches du NAC très concentrées géographiquement.
- Bassin Islandais marqué par une présence forte de SAIW autour de 350 m.
- Ventilation récente d’une masse d’eau à plus de 1000 m de profondeur dans le bassin d’Irminger
- Couche la plus épaisse de l’Eau de Mer du Labrador observée à plus de 1500 m de profondeur.
- Concentrations du mercure total dans les eaux jeunes de l’Eau de Mer du Labrador parmi les plus faibles jamais mesurées.
- Aluminium dissous fortement influencé par les masses d’eau et gradient Sud-Nord/Ouest-Est (S-N / O-E) dans les concentrations de surface, cohérent avec le gradient attendu dans les apports atmosphériques.
- Gradient S-N / O-E également observé dans les concentrations de fer dans les aérosols, confirmant les faibles apports atmosphériques.
- Forts apports des couches néphéloïdes benthiques (BNL) mis en évidence par les concentrations en Fe particulaire.
- Fe dissous influencé par les BNL, l’atmosphère, l’érosion, les échanges entre phases dissoutes et particulaires, les masses d’eau et l’activité biologique.
- Production primaire la plus forte observée en Mer d’Irminger.
- Forte accumulation du baryum particulaire en excès, suggérant un fort export et une reminéralisation importante de la matière organique.

Perspectives

De nombreux autres paramètres collectés pendant la mission GEOVIDE restent à analyser et/ou à valider et nous permettront d’avoir une image plus complète de notre zone d’étude.
Notre prochain meeting GEOVIDE aura lieu en juin 2016.
A l’Océan Science meeting à la Nouvelle Orléans (Février 2016), nous avons 3 sessions spéciales liées à GEOVIDE :
1- Trace Elements and Isotopes at the Interfaces of the Atlantic Ocean. Primary Chair: Geraldine Sarthou, LEMAR.
2- The role of particles in the cycling of trace elements and their isotopes in the ocean. Primary Chair: Hélène Planquette, LEMAR.
3- Integrating approaches to understanding the distribution and transfer of trace elements in the upper water column. Primary Chair: Rachel Shelley, LEMAR.
Une issue spéciale dans un journal international de rang A sera planifiée courant 2016.

Productions scientifiques et brevets

Revues à comité de lecture :
- Zunino et al., Submitted to Geophys. Res. Lett
Conférences internationals :
- Cossa et al, 2015, 12th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Jeju, Korea.
- Gourain et al., 2015, ASLO meeting, Granada, Spain.
- Heimburger et al., 2014, AGU Fall Meeting
- Heimbürger et al., 2015, 12th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Jeju, South Korea.
- Lemaître et al., 2015, Goldschmidt Conference, Prague.
- Le Roy et al., 2015, Goldschmidt Conference, Prague.
- Lherminier et al., 2015, Our Common Future Under Climate Change, Paris,
- Lherminier et al., 2015, EGU General Assembly 2015.
- Menzel et al., 2015, ASLO meeting, Granada, Spain.
- Sarthou et al., 2015, Goldschmidt Conference, Prague.
- Shelley and Sarthou, 2015, Aquatic Sciences Meeting, Granada, Spain.
- Sutton et al., 2015, IBiS 2015, London, UK.
- Tonnard et al., 2015, Goldschmidt Conference, Prague
- Zhang et al., 2014, 12th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Jeju, Korea
- Zunino et al. 2015, 26th IUGG General Assembly 2015, IAPSO Symposia P09, Prague (CZ)
Meetings nationaux :
- 2014, Pre-cruise GEOVIDE meeting : 19 présentations, http://www.geovide.obs-vlfr.fr/kick-off-pre-cruise-67-february-2014/
- 2015, Post-cruise GEOVIDE meeting : 17 présentations, http://www.geovide.obs-vlfr.fr/post-cruise-meeting-25-26-may-2015/
- Cossa et al., 2014, Réunion des Sciences de la Terre, Pau

Partenaires

CEA-LSCE Laboratoire des sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE)

CNRS-LEGOS Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS)

CNRS-LEMAR Laboratoire des sciences de l'environnement marin (LEMAR)

GEOMAR GEOMAR: Helmholtz Centre for Marine Research, Forschungsbereich 2: Marine Biogeochemie, FE Chemische Ozeanographie

IFREMER-LPO Laboratoire de Physique des Océans (LPO)

IIM-CSIC Instituto de investigaciones Marinas del CSIC, Vigo, Spain

MIT Massachusetts Institute of Technology, USA

Univ. Autonom. Barcelona Universitat Autonoma de Barcelone, Spain

Univ. Oxford University of Oxford, UK

VUB Vrije Universiteit Brussel

Aide de l'ANR 420 000 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2014 - 48 mois

Résumé de soumission

Les éléments traces et leurs isotopes (TEIs) jouent un rôle majeur dans l’océan et peuvent être utilisés comme traceurs de processus dans l’océan moderne et passé. Etudier leur cycle a des implications directes sur de nombreuses recherches scientifiques, telles que le cycle du carbone, le changement climatique, les écosystèmes océaniques ou encore la contamination environnementale. C’est dans ce contexte que le projet GEOVIDE se propose d’entreprendre un transect océanographique dans l’Atlantique Nord et en Mer du Labrador. Cette région est cruciale pour le climat de notre Planète et la circulation thermohaline, puisqu’elle représente une zone de renversement majeur pour la cellule méridienne de circulation appelée MOC (Meridional Overturning Circulation). De plus, les gradients de concentrations en éléments traces y sont peu connus.
GEOVIDE est un programme collaboratif international visant à mieux contraindre les incertitudes sur les flux d’eau et de chaleur à travers la section étudiée, notamment en ajoutant des informations sur l’export et la circulation des masses d’eau profondes et en fournissant de nouvelles informations sur les flux des éléments chimiques. GEOVIDE a également pour objectif de quantifier les processus qui influencent le cycle des TEIs dans cette région, tels que l’advection, le scavenging, l’assimilation biologique, les échanges aux marges et les apports atmosphériques.
Les principaux objectifs du projet GEOVIDE sont de :
1- Mieux connaitre et quantifier la MOC et le cycle du carbone dans un contexte de variabilité décennale, en ajoutant de nouveaux traceurs clefs
2- Etablir la distribution des TEIs avec leur spéciation physique et chimique le long d’une section sur toute la colonne d’eau à haute résolution
3- Caractériser les sources et puits et quantifier les flux des TEIs aux frontières océaniques
4- Etudier le lien entre les TEIs, et la production, l’export et la reminéralisation de la matière organique
5- Mieux comprendre et quantifier les paléoproxies 231Pa/230Th, et les isotopes du Nd et du Si
Pour atteindre ces objectifs, une campagne océanographique de 44 jours sur le N/O Pourquoi Pas ? (été 2014) est nécessaire. Nous utiliserons une série de techniques et d’instrumentations innovants.
La force de ce projet réside dans son interdisciplinarité : de l’océanographie physique, de la géochimie et de la biogéochimie vont être couplées, grâce à de nombreuses observations et à la modélisation. GEOVIDE rassemble des scientifiques hautement qualifiés de cinq pays différents. Ce projet sera la contribution française à l’étude globale des TEIs du programme international GEOTRACES dans l’Atlantique Nord (section officielle GEOTRACES GA01) et fournira des données primordiales, notamment pour la modélisation de l’océan passé et présent, de distributions de TEIs dans cette zone clef de la circulation thermohaline. GEOVIDE participera également activement aux objectifs des programmes internationaux SOLAS, IMBER, CARBOCHANGE et CLIVAR. GEOVIDE est intégré dans l’axe 2 du LabexMER « A changing Ocean ». Il est également lié à l’Equipex NAOS « Novel Argo Ocean observing System » et plus particulièrement à WP5 « Flotteurs profonds avec capteur d'oxygène en Atlantique Nord ». Ce projet de recherche vise également à être une action internationale forte et visible portée par le Pôle UPEE dans le cadre de l'IDEX UNITI de Toulouse.
Finalement, GEOVIDE a une partie éducationnelle à plusieurs niveaux académiques. Les résultats du projet seront intégrés dans un site web et présentés au grand public, ainsi qu’à travers des publications et conférences scientifiques internationales. Cinq jeunes chercheurs (trois post-doctorants et deux thésards) seront formés pendant ce projet. Les résultats seront disponibles à travers des bases de données (SISMER, LEFE-CYBER, et la base de données GEOTRACES - British Oceanographic Data Base).

 

Programme ANR : Blanc - SIMI 6 - Système Terre, environnement, risques (Blanc SIMI 6) 2013

Référence projet : ANR-13-BS06-0014

Coordinateur du projet :
Madame Géraldine Sarthou (Laboratoire des sciences de l'environnement marin (LEMAR))

Site internet du projet : http://www.geovide.obs-vlfr.fr/

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.