Etude de la pénétration du carbone anthropique dans le bassin Algérien | Matériel et méthodes
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préformé entre le moment de la formation des eaux (C
0,t = DIC - C
bio
) et l’ère préindustrielle
dans le cas où l’océan est en équilibre avec l’atmosphère (C
eq(280)
).
Le traceur ∆C* porte en lui deux informations : l’accumulation de carbone anthropique
et le déséquilibre air-mer de CO2 (∆C* = C
ant
+ ∆C
dis ). Gruber et al. (1996) ont démontré
le comportement quasi-conservatif du traceur ∆C* qui augmente depuis la révolution
industrielle, mais qui est conservé au cours des processus de mélange. Ainsi, sans l’invasion
de carbone anthropique, ∆C* serait constant le long d’une surface isopycnale si on considère
que le transport isopycnal prévaut sur le mélange diapycnal (LO MONACO, 2006).
La contribution biologique (C
bio
) est estimée de la même manière que dans la méthode de Chen.
3.2.4.1 Carbone préformé préindustriel C 0,PI
Dans la méthode de Gruber, le carbone préformé préindustriel (C
0,PI
) est déterminé en
corrigeant C
eq(280) pour le déséquilibre air-mer de CO2 (ΔC
dis
). La formulation du carbone
anthropique est telle que :
𝛥𝐶
∗ = 𝐷𝐼𝐶 − 𝐶
𝑏𝑖𝑜 − 𝐶
𝑒𝑞 (280) − 𝛥𝐶
𝑑𝑖𝑠 (15)
ΔC
dis est calculé le long de surfaces isopycnales, il est moyenné le long d’une isopycne, ce qui
permet de s’affranchir en partie du problème de mélange des masses d’eau. C’est dans
l’estimation du C
0,PI que Gruber et al. (1996) apportent une amélioration à la technique de backcalculation, C
0,PI est déterminé dans les eaux formées après la révolution industrielle, pour
lesquelles ΔC
dis est estimé de la façon suivante :
∆C
𝑑𝑖𝑠 = 𝐶
0,𝑡 − 𝐶
𝑒𝑞(𝑡) = ∆C
∗
𝑡 (16)
C
0,t est le DIC préformé au moment de la formation des eaux (t) déterminé par soustraction
de la contribution biologique (C
0,t = DIC - C
bio
) et C
eq(t) est le DIC en équilibre avec
l’atmosphère au temps t. C
eq(t) peut être calculé en fonction de la température, la salinité
et l’alcalinité des eaux en surface pour une fugacité de CO2 notée fCO2
(t)
. fCO2 est déterminé
en se basant sur des enregistrements historiques de CO2 atmosphériques à partir de l’âge des
masses d’eau.
Suivant la méthode de Gruber décrite ci-dessus, la formulation de C
ant peut être développée de
la façon suivante (LO MONACO, 2006) :
𝐶
𝑎𝑛𝑡 = ∆C
∗ − ∆C
𝑑𝑖𝑠 (17)
∆C
∗ = 𝐷𝐼𝐶 − 0,5. (𝑇𝐴 − 𝑇𝐴
0 ) + (𝐶 𝑂 2
⁄ + 0,5 𝑁 𝑂 2
⁄ ). (𝑂 2
0 − 𝑂 2 ) − 𝐶
𝑒𝑞(280) (18)
∆C
𝑑𝑖𝑠 = 𝐷𝐼𝐶 − 0,5. (𝑇𝐴 − 𝑇𝐴
0 ) + (𝐶 𝑂 2
⁄ + 0,5 𝑁 𝑂 2
⁄ ). (𝑂 2
0 − 𝑂 2 ) − 𝐶
𝑒𝑞(𝑡) (19)
𝑇𝐴
0 et 𝑂 2
0 sont déterminés de la même manière que dans la méthode de Chen.
3.2.4.2 Carbone anthropique
𝐶
𝑎𝑛𝑡 = [𝐷𝐼𝐶 − 0,5. (𝑇𝐴 − 𝑇𝐴
0 ) − (106 150
⁄
+ 0,5. 16 150
⁄
). 𝑈𝐴𝑂 − 𝐶
𝑒𝑞(280) ] − [𝐷𝐼𝐶 −
0,5. (𝑇𝐴 − 𝑇𝐴
0 ) − (106 150
⁄
+ 0,5. 16 150
⁄
). 𝑈𝐴𝑂 − 𝐶
𝑒𝑞(𝑡) ] (20)