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Rôle de l’océan dans le contrôle du dioxyde de carbone atmosphérique

T. Moutin et H. Claustre, S. Jacquet, D. Lefevre, C. Lo Monaco, R. Sempéré

Objectif

Ce module a pour but d’établir les bases du rôle du cycle marin du carbone dans le contrôle du climat à l’échelle globale via la régulation de la pression partielle de CO2 atmosphérique. Les cours abordent le cycle du carbone dans l’océan de surface et dans la colonne d’eau, le cycle du carbonate de calcium, les fluctuations glaciaires et interglaciaires du CO2 atmosphérique à l’holocène, la perturbation anthropique du CO2 (méthodes de traçage du carbone anthropique dans l’océan).

Carte représentant la moyenne annuelle de la différence de pression partielle de CO2 air-mer, basée sur les données de Takahashi et al. 2002 (A partir de Sarmiento & Gruber, 2006).

Cours

1. Le cycle du carbone dans l’océan de surface : quels facteurs contrôlent la pCO2 dans l’océan de surface (chimie du carbone minéral dissous – facteur de Revelle, distribution moyenne annuelle –processus de contrôle physiques et biologiques, variabilité saisonnière – gyres subtropicaux, Atlantique nord, Pacifique nord), étude de cas (remontée d’eaux profondes).

2. Le cycle du carbone dans la colonne d’eau (notion de pompe, pompes biologiques, pompe de solubilité ou d’échange de gaz, résultats des modèles),

3. Le cycle du carbonate de calcium (formation, processus dans la colonne d’eau – solubilité de CaCO3, état de saturation, distribution des carbonates, dissolution dans la colonne d’eau –, impact de l’acidification des océans),

4. La perturbation anthropique du CO2 (L’effet de serre, les fluctuations glaciaires interglaciaires du CO2 atmosphérique à l’holocène, réchauffement global, mise en évidence de la perturbation anthropique). Les contraintes thermodynamiques et les contraintes cinétiques concernant le transfert de CO2 entre l’atmosphère et l’océan. La pénétration du CO2 anthropique dans l’océan (estimations directes, méthodes de traçage du carbone anthropique dans l’océan – méthode TROCA, méthode du C*, méthode de Chen et Millero –, capacité d’absorption de l’océan actuelle et future).

Autres Interventions

C. Lo Monaco et N. Metzl (CNAP, Paris, DR, Responsable SOLAS-IMBER carbon group) : « Evolution du CO2 océanique dans l’océan indien sud (les campagnes OISO) »

H. Claustre (DR CNRS Villefranche/mer, Chairman du groupe de travail international Bio-Argo. Responsable du projet : Remotely-sensed biogeochemical cycles in the Ocean) : “Bilans de carbone aux échelles globales, régionales et locales : apport de la télédétection de la couleur de la mer et des plateformes autonomes instrumentées »

S. Jacquet (CR CNRS Marseille) : "Efficacité de la pompe biologique dans le transfert de matière et de carbone en zone épi- et mésopélagique"

D. Lefevre (CR CNRS Marseille) : "Pompe biologique et dynamique de l’oxygène dissous"

R. Semperé (DR CNRS Marseille, Directeur de l’Institut Méditerranéen d’Océanologie) : "Rôle du carbone organique dissous dans le cycle océanique du carbone"