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La Méditerranée, "mer entre les terres", est soumise à d'importants apports de matière et d'éléments chimiques. Ce sont les aérosols, qui sont transportés, sous forme de particules et de pluie, dans l'atmosphère depuis les continents et se déposent à la surface de la mer. Ces apports peuvent être naturels, comme les poussières issues du Sahara, ou d'origine anthropique via les nombreuses sources de pollution (industrie, trafic routier et maritime...).
Trajet suivi par la campagne PEACETIME (en noir) superposé à une carte représentant l'épaisseur optique des aérosols montrant bien le transport de poussières en provenance d'Afrique du Nord et le positionnement du navire à ce moment-là.
Or les eaux de surface méditerranéennes sont, pendant une grande partie de l'année, relativement pauvres en éléments nutritifs (phosphates, nitrates,...). Les concentrations en phytoplancton y sont donc très faibles, ce qui donne à ces eaux leur transparence et leur beauté. La moindre source d'élément nutritif au travers des apports atmosphériques peut donc être utilisée par les microorganismes comme les bactéries et le phytoplancton, réduits à l'état de famine, pour se développer et croître pendant cette période.
Dans le cadre de MISTRALS, une action a été mise en place pour comprendre comment les apports atmosphériques impactent les cycles des éléments chimiques et les écosystèmes de surface: il s'agit de l'action PEACETIME et de son temps fort, la campagne océanographique de 30 jours conduite à la fin du printemps 2017 à bord du navire océanographique R/V Pourquoi Pas ?. En complément des mesures conduites in situ dans l'atmosphère et l'océan, des expériences inédites ont pu être conduites à bord dans de grands "réacteurs climatiques". Ces derniers permettent de simuler dans un laboratoire embarqué les conditions naturelles d'enrichissement atmosphérique, y compris dans les conditions futures du climat méditerranéen.
Container-laboratoire où se déroulent les expériences d'ajout de poussières sahariennes dans les eaux de surface dans les réacteurs climatiques (permettant de faire varier le pH et la température de l'eau). L'impact des poussières sur la chimie, les communautés planctonique et l'export de carbone est suivi pendant plusieurs jours.
© Nicolas Mayot
L'originalité du projet était de réunir un consortium pluridisciplinaire d'experts de l'océan et de l'atmosphère, ce qui a permis une combinaison inédite de mesures physico-chimiques et biologiques simultanées dans les deux milieux. La stratégie de la campagne a été pensée afin de pouvoir "chasser" un évènement d'apport de poussières sahariennes et étudier les processus à l'interface atmosphère-océan avant, pendant et après un important dépôt atmosphérique. Ainsi, afin d'identifier de tels événements, une équipe à terre réalisait quotidiennement des prévisions en combinant en temps réel données satellitaires et simulations numériques. Elle a ainsi repéré un important dépôt au sud des îles Baléares. Grâce à ce travail, le bateau a pu se détourner de son trajet initial pour s'y rendre et étudier les impacts dans la colonne d'eau en temps réel.
La moisson des résultats a permis de montrer la complexité des processus mis en jeu au moment des dépôts, pointant en particulier l'importance de l'état initial de la communauté planctonique sur la réponse de l'écosystème à ces apports. Le changement climatique va impacter fortement l'environnement méditerranéen, modifiant en particulier significativement les caractéristiques des eaux où se produisent les dépôts (eaux plus chaudes et plus acides). Nos résultats font apparaitre que la réponse des écosystèmes de surface à un apport de poussières saharienne va être exacerbée par les conditions prévues pour la fin de notre siècle.
Auteures:
Cécile Guieu, Karine Desboeufs.
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