D'où provient l'ammonium de l'aérosol en Antarctique ?

Publié par Isabelle le 09/07/2021 à 13:00
Source: CNRS INSU

Base Concordia en Antarctique © Pascal ROBERT/OTELo/CNRS Photothèque
Les études de l'ammonium (NH4+) dans la glace en Antarctique suggèrent que cette espèce provient soit des feux de biomasse, soit des émissions océaniques produites par les diatomées (algues microscopiques). Au-delà de son intérêt comme traceur des émissions biogéniques de l'océan Austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui...) ou des feux de biomasse ( En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces...) des continents de l'hémisphère Sud (L'hémisphère sud ou hémisphère austral est la moitié du globe terrestre...), la question de l'origine du NH4+ en Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus...) est importante pour notre connaissance du budget (Un budget est un document comptable prévisionnel distinguant les recettes et les dépenses.) atmosphérique de NH3 (le précurseur atmosphérique du NH4+). En effet, celui-ci reste mal cerné, en particulier la source océanique, avec des estimations allant de 2 à 20 téragrammes d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de...) (TgN) par an. De par sa position, l'Antarctique est un site d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) intéressant pour évaluer les émissions océaniques.

Dans le cadre du service d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) Cesoa, des chercheurs ont établi une climatologie des teneurs atmosphériques en NH4+ en dérivés soufrés émis par la biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce...) marine, ainsi qu'en espèces émises par les feux de biomasse, comme le carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) suie et l'oxalate. Cette étude, réalisée sur le site de Concordia, a été associée aux observations faites à la station de Neumayer. Il s'agit d'un site côtier non fréquenté par les manchots qui émettent du NH3 et de l'oxalate par dégradation de l'urée (L'urée ou carbamide (DCI) est un composé organique de formule chimique CO(NH2)2. C'est...) (déchet azoté qui provient de la dégradation des protéines par le foie), et peu perturbé par le carbone suie des activités de la station.

À Concordia et Neumayer, le NH4+ atteint son maximum en décembre, soit un peu avant le maximum de soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de...) de janvier. Ceci est en accord avec une émission de NH3 par les diatomées dans l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...) Austral (Le mot austral (du latin australis) est un adjectif qualifiant ce qui se situe dans l'hémisphère...), environ un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) avant la floraison (La floraison est le processus biologique de développement des fleurs. Elle est...) des phaeocystis (Phaeocystis est un genre d'algues nanoplanctoniques marines (prymnésiophycée).), une autre espèce (Dans les sciences du vivant, l’espèce (du latin species, « type »...) d'algues qui produit du soufre. Par ailleurs, les concentrations antarctiques de NH4+ sont en accord avec la fourchette basse des émissions océaniques de NH3 (2 TgN par an).

À Neumayer, le carbone suie et l'oxalate atteignent un maximum en octobre, en lien avec les feux d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Le maximum de NH4+ se produit plus tard, suggérant que les feux n'ont que peu d'influence sur le NH4+ en Antarctique. Cette étude suggère donc, qu'en plus du carbone suie, l'oxalate, mais pas le NH4+, peut aider à reconstruire les feux du passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...) à partir de la glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) de l'Antarctique.


Cycle annuel de l'aérosol à Neumayer (gauche) et à Concordia (droite): L'ammonium (L'ion ammonium (de formule NH4+) est un ion polyatomique de charge électrique positive (c'est...) et les composés soufrés (en haut), l'oxalate (et quand disponible le carbone suie) (en bas).

Note:
Cette étude, coordonnée par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) des géosciences de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (IGE) dans le cadre du sercive d'observation Cesoa (Cycle atmosphérique du soufre en relation avec le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) aux moyennes et hautes latitudes Sud), a été mené avec l'Alfred-Wegener-Institut à Bremerhaven (Allemagne).


En savoir plus:
Ammonium in Antarctic aerosol: Marine biological activity versus long-range transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) of biomass burning - Geophysical Research Letters.
Legrand, M., Weller, R., Preunkert, S., Jourdain (Le Jourdain (de l'hébreu נהר הירדן, Nehar...), B.
https://doi.org/10.1029/2021GL092826

Contacts:
- Michel Legrand - Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphériques (LISA) / IPSL - michel.legrand at lisa.ipsl.fr
- Suzanne Preunkert - Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE) / OSUG - suzanne.preunkert at univ-grenoble-alpes.fr
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