Evaluation de la pénétration du carbone anthropique en Méditerranée | Matériel et méthodes
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En effet, en dehors de la couche productive de surface, les variations de TCO2 induites par l’activité
biologique sont essentiellement contrôlées par deux processus, la dissolution des carbonates de
calcium et la reminéralisation de la matière organique (Gruber et al., 1996).
Les changements de TCO2 dus à la dissolution des CaCO3 sont déduits de la comparaison entre
l’alcalinité de l’échantillon (AT) et l’alcalinité préformée (AT
0 ). La libération d’ions HPO4
2- et H
+ ,
lors de la reminéralisation de la matière organique, génère également une variation d’alcalinité
proportionnelle à la production de nitrates, elle-même liée à la consommation d’oxygène par le
rapport molaire N/O2. A l’opposé, le cycle biogéochimique de l’oxygène est entièrement gouverné
par la pompe biologique ; Le TCO2 généré par reminéralisation de la matière organique peut être
déduit de la consommation d’oxygène en utilisant le rapport molaire C/O2. L’augmentation totale
de TCO2 peut donc être formulée de la façon suivante:
í µí°¶
í µí±í µí±í µí± = 0,5í µí»¥í µí°´í µí± − (í µí°¶ í µí± 2
⁄ + 0,5 í µí± í µí± 2
⁄ ). í µí»¥í µí± 2 … (18) Équation 18 : Calcu l de la contribu tion biologique
Avec: ∆AT=AT- AT ° et∆O2= O2°- O2 mes = UAO … (19) et (20) É quation 19: Calcul des termes de l'équation de calcul du Cb io
Où, C
bio
: carbone produit par l’activité biologique ; AT
mes et AT° correspondent, respectivement,
à l’alcalinité mesurée et à l’alcalinité préformée ; O2
mes et O2° : représentent l’oxygène dissous
mesuré et l’oxygène dissous préformé, respectivement ; C/O2 et N/O2 : rapports molaires.
2.2.3.1.2 Estimation du carbone préformé préindustriel
Le carbone préformé préindustriel (C
0,PI
), qui désigne la concentration de TCO2 en équilibre avec
l’atmosphère préindustrielle, est déterminé par calcul en fonction de la température, de la salinité
et de l’alcalinité des eaux en contact avec l’atmosphère préindustrielle. Cela est réalisé en
considérant une pression partielle du CO2 préindustrielle de 280ppm et une alcalinité préformée
constante déduite par régression multiparamétrique fonction des données de surface (0-150m) des
traceurs conservatifs (salinité et/ou température) des quatre campagnes utilisées.
Le calcul du C
0,PI
est effectué à l’aide d’un programme Fortran, développé par l’équipe de recherche
du Laboratoire de Conservation et de Valorisation des Ressources Marines (CVRM) sous la
direction du Pr. Louanchi. Ce programme se base, pour le calcul des constantes d’équilibre K1 et
K2, sur les recommandations de la dernière version du handbook de Dickson (Handbook, 2008),
soit sur les polynômes de Mehrbach (1973), modifiés par Lueker et al. (2000), en utilisant l’échelle
totale du pH. Ce programme de calcul est basé sur des itérations multiples ayant pour but d’arriver
à une convergence et à une cohérence de tous les paramètres du système des carbonates.
2.2.3.1.3 Normalisation des données
La normalisation des données n’a pas été jugée nécessaire du fait de l’utilisation d’une climatologie
méditerranéenne commune pour le calcul du carbone anthropique des deux années de référence ;
2000 et 2010. En effet, les estimations d’alcalinité totale et de carbone inorganique total sont
obtenues par régressions multiparamétriques fonction de la salinité, de la température potentielle
et de l’UAO de la climatologie reconstituée à partir de 50ans de données.
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En effet, en dehors de la couche productive de surface, les variations de TCO2 induites par l’activité
biologique sont essentiellement contrôlées par deux processus, la dissolution des carbonates de
calcium et la reminéralisation de la matière organique (Gruber et al., 1996).
Les changements de TCO2 dus à la dissolution des CaCO3 sont déduits de la comparaison entre
l’alcalinité de l’échantillon (AT) et l’alcalinité préformée (AT
0 ). La libération d’ions HPO4
2- et H
+ ,
lors de la reminéralisation de la matière organique, génère également une variation d’alcalinité
proportionnelle à la production de nitrates, elle-même liée à la consommation d’oxygène par le
rapport molaire N/O2. A l’opposé, le cycle biogéochimique de l’oxygène est entièrement gouverné
par la pompe biologique ; Le TCO2 généré par reminéralisation de la matière organique peut être
déduit de la consommation d’oxygène en utilisant le rapport molaire C/O2. L’augmentation totale
de TCO2 peut donc être formulée de la façon suivante:
í µí°¶
í µí±í µí±í µí± = 0,5í µí»¥í µí°´í µí± − (í µí°¶ í µí± 2
⁄ + 0,5 í µí± í µí± 2
⁄ ). í µí»¥í µí± 2 … (18) Équation 18 : Calcu l de la contribu tion biologique
Avec: ∆AT=AT- AT ° et∆O2= O2°- O2 mes = UAO … (19) et (20) É quation 19: Calcul des termes de l'équation de calcul du Cb io
Où, C
bio
: carbone produit par l’activité biologique ; AT
mes et AT° correspondent, respectivement,
à l’alcalinité mesurée et à l’alcalinité préformée ; O2
mes et O2° : représentent l’oxygène dissous
mesuré et l’oxygène dissous préformé, respectivement ; C/O2 et N/O2 : rapports molaires.
2.2.3.1.2 Estimation du carbone préformé préindustriel
Le carbone préformé préindustriel (C
0,PI
), qui désigne la concentration de TCO2 en équilibre avec
l’atmosphère préindustrielle, est déterminé par calcul en fonction de la température, de la salinité
et de l’alcalinité des eaux en contact avec l’atmosphère préindustrielle. Cela est réalisé en
considérant une pression partielle du CO2 préindustrielle de 280ppm et une alcalinité préformée
constante déduite par régression multiparamétrique fonction des données de surface (0-150m) des
traceurs conservatifs (salinité et/ou température) des quatre campagnes utilisées.
Le calcul du C
0,PI
est effectué à l’aide d’un programme Fortran, développé par l’équipe de recherche
du Laboratoire de Conservation et de Valorisation des Ressources Marines (CVRM) sous la
direction du Pr. Louanchi. Ce programme se base, pour le calcul des constantes d’équilibre K1 et
K2, sur les recommandations de la dernière version du handbook de Dickson (Handbook, 2008),
soit sur les polynômes de Mehrbach (1973), modifiés par Lueker et al. (2000), en utilisant l’échelle
totale du pH. Ce programme de calcul est basé sur des itérations multiples ayant pour but d’arriver
à une convergence et à une cohérence de tous les paramètres du système des carbonates.
2.2.3.1.3 Normalisation des données
La normalisation des données n’a pas été jugée nécessaire du fait de l’utilisation d’une climatologie
méditerranéenne commune pour le calcul du carbone anthropique des deux années de référence ;
2000 et 2010. En effet, les estimations d’alcalinité totale et de carbone inorganique total sont
obtenues par régressions multiparamétriques fonction de la salinité, de la température potentielle
et de l’UAO de la climatologie reconstituée à partir de 50ans de données.