Etude de la pénétration du carbone anthropique dans le bassin Algérien | Matériel et méthodes
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par deux processus, la dissolution des carbonates et la reminéralisation de la matière organique,
(REDFIELD et al., 1963).
Lors du processus de dissolution des éléments carbonatés (coquilles et tests calcaires),
la libération d’ions 𝐶𝑂 3
2− et 𝐶𝑎
2+ dans le milieu se traduit par une augmentation de DIC associée
à une augmentation du double en alcalinité (ΔDICCaCO3=1/2.ΔTACaCO3). Le DIC généré par
reminéralisation de la matière organique (organismes morts, pelotes fécales) peut être déduit
de la consommation d’oxygène en utilisant le rapport molaire C/O2 (ΔDICPOM =106/-138.ΔO2).
La libération d’ions 𝐻𝑃𝑂 4
2− et H
+ (transfert de protons) génère également une variation
d’alcalinité proportionnelle à la production de nitrates elle-même reliée à la consommation
d’oxygène par le rapport molaire N/O2 (ΔTAPOM = 16/-138.ΔO2). L’augmentation totale
de DIC peut être formulée de la façon suivante :
𝐶
𝑏𝑖𝑜 = 0,5. 𝛥𝑇𝐴 − (𝐶 𝑂 2
⁄ + 0,5. 𝑁 𝑂 2
⁄ ). 𝛥𝑂 2 (7)
Où : ΔTA : est la variation d’alcalinité générée par la reminéralisation de la matière organique
et la dissolution des carbonates ; ΔO2 : est la variation d’oxygène associée au processus de
reminéralisation de la matière organique.
Les rapports molaires utilisés pour le calcul du C
bio
varient selon l’auteur.
Le carbone préformé préindustriel (C 0,PI )
C
0,PI représente le carbone inorganique total formé en surface, lorsque la masse d’eau était en
contact avec l’atmosphère préindustrielle avant sa plongée. Il est estimé de plusieurs manières
selon la méthode utilisée (voir plus loin).
Méthode de Chen C 0
Cette technique consiste à dissocier le carbone inorganique dissous (DIC) d’origine naturelle,
ou non anthropique, du carbone d’origine anthropique (C
ant ).
La méthode se base sur le calcul de la variation du CO2 total préformé 𝑇𝐶𝑂 2
0
d’une masse d’eau
entre le moment de la plongée de la masse d’eau à un temps t et sa plongée à l’époque
préindustrielle.
C’est en déterminant les deux termes naturels (C
bio
) et (C
0,PI
) que Chen a réussi à estimer le C
ant
de la façon suivante (LO MONACO, 2006) :
𝐶
𝑎𝑛𝑡 = 𝐷𝐼𝐶 − 𝐶
𝑏𝑖𝑜 − 𝐶
0,𝑃𝐼 (8)
Où : C
0,PI est le carbone préformé préindustriel, C
bio : est le DIC généré in-situ par les processus
biologiques (contribution biologique), DIC : TCO2 mesuré, C
ant : carbone anthropique.
3.2.3.1 Formulation de la contribution biologique (C bio )
Dans l’hypothèse où l’océan opère à l’état stationnaire, c’est-à-dire que les mécanismes
physiques et biogéochimiques restent constants, ΔTA et ΔO2 peuvent être déterminés par
différence entre la concentration mesurée (TA et O2) et la concentration préformée (TA
0 et
O2
0
). L’échange air-mer d’oxygène étant rapide (de l’ordre d’un mois pour l’équilibre), les eaux
de surface en contact avec l’atmosphère sont généralement très proches du niveau de saturation
d’oxygène. Dans ce cas, l’oxygène préformé peut être assimilé à l’oxygène à saturation