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Des chercheurs du Laboratoire d'aérologie (LA/OMP, CNRS / UPS), en collaboration avec le Laboratoire d'océanographie physique et biogéochimique (LOPB/COM, université Aix-Marseille / CNRS) et le Laboratoire d'océanographie microbienne (LOMIC/OOB, UPMC / CNRS), ont mis en évidence le rôle important joué par les communautés zooplanctoniques dans la séquestration du carbone organique dans le golfe du Lion.
L'océan côtier est caractérisé par d'importants apports continentaux en éléments nutritifs et matériel organique. Lieux d'une intense productivité biologique, ces régions contribuent à la transformation de ces apports, qui seront ensuite séquestrés sur place dans les sédiments ou exportés vers l'océan ouvert. Pour mieux appréhender le cycle du carbone à l'interface fleuve/océan et sa réponse à l'impact anthropique, il apparaît donc nécessaire de mieux comprendre la dynamique des écosystèmes planctoniques et leur influence sur la séquestration du carbone au sein des marges continentales.
Des chercheurs du LA, du LOPB et du LOMIC ont étudié la dynamique du plancton dans le panache du Rhône en réalisant des simulations numériques d'épisodes de fort débit du Rhône, documentés à l'aide d'observations réalisées lors de la campagne BIOPRHOFI (Biological processes in the Rhône freshwater influence) de mai 2006. Ces simulations s'appuient sur le modèle hydrodynamique à haute résolution SYMPHONIE, lequel force un modèle biogéochimique spécifiquement adapté à la dynamique des écosystèmes planctoniques au sein du panache du Rhône. Ce modèle biogéochimique prend en compte en particulier le déséquilibre d'apports en nitrate et phosphate.
Ces travaux ont permis dans un premier temps d'estimer que durant la période étudiée le dépôt total de carbone organique particulaire (POC) sur le plateau du golfe du Lion est constitué majoritairement de détritus organiques (82-92 %), c'est-à-dire d'organismes morts, la contribution des organismes vivants (microphytoplancton transporté vers le fond par les courants) restant donc limitée (8-18 %). Les chercheurs ont également pu mettre en évidence que ces détritus organiques proviennent essentiellement du milieu marin, la contribution au dépôt total de POC des détritus issus des apports du fleuve étant au maximum de 17 %.
Carte de la différence entre les dépôts de carbone organique particulaire calculés par simulation avec apport du Rhône et ceux calculés par simulation sans apport du Rhône (en %), ces dépôts étant cumulés du 1er avril au 15 juillet 2006.
Carte de la différence entre les dépôts de carbone organique particulaire calculés par simulation avec apport du Rhône et ceux calculés par simulation sans apport du Rhône (en %), ces dépôts étant cumulés du 1er avril au 15 juillet 2006. Dans un deuxième temps, la comparaison des résultats de simulations réalisées en prenant ou non en compte la matière organique apportée par le Rhône a permis de montrer que cette matière organique d'origine continentale se dépose préférentiellement dans le prodelta, tandis qu'une diminution du dépôt total de POC se produit sur le plateau continental du golfe (entre 60 et 80 m de profondeur), ces deux effets opposés étant du même ordre de grandeur. Ainsi, malgré les apports du fleuve, aucune séquestration supplémentaire de carbone n'est observée globalement sur l'ensemble de la zone (plateau continental + prodelta). Que devient donc cette matière organique ?
Les simulations ont également permis de répondre à cette question. Une rétroaction entre zooplancton et contenus en matière organique particulaire dans la colonne d'eau semble ainsi être à l'origine de ce résultat. Les apports fluviaux de matière organique particulaire favorisent en effet la production de zooplancton dans le prodelta. Celui-ci se déplace ensuite progressivement sous l'effet des courants, du prodelta vers le plateau, tout en consommant le phytoplancton marin et les détritus organiques en suspension. Il s'ensuit une rétention de matière organique au sein de ce réseau trophique, laquelle limite le dépôt de POC sur le plateau. Le zooplancton continuant progressivement son périple vers le large, le carbone contenu dans la matière organique est alors exporté de la zone.
Cette influence remarquable du zooplancton sur le POC est d'autant plus intense que les débits du Rhône sont élevés. Les crues du Rhône profitent essentiellement à la biomasse zooplanctonique, la séquestration du carbone restant globalement inchangée dans la région.
Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet CHACCRA de l'ANR.
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