Evaluation de la pénétration du carbone anthropique en Méditerranée | Matériel et méthodes
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2.3.4 Détermination des rapports molaires
A partir des données de sels nutritifs, d’oxygène dissous et de TCO2 des campagnes BOUM et
M84/3, les rapports molaires de la Méditerranée durant l’été 2008 et le printemps 2011 sont
calculés (N/P, Si/P, C/O2 et N/O2) et leurs valeurs discutées. Néanmoins, ces rapports ne sont
considérés qu’à titre indicatif en raison de l’éventuel signal anthropique qu’ils contiennent.
Les rapports molaires utilisés pour le calcul de la contribution biologique varient selon l’auteur. En
effet, Brewer (1978) utilise ceux de Redfield et al. (1963) : C/N/P = 106/16/1; Touratier et Goyet
(2004a) et Friis (2006) optent pour l’utilisation des rapports molaires de Körtzinger et al. (2001) ;
Touratier et al. (2012) utilisent les rapports molaires calculés à l’aide des mesures de sels nutritifs
de la campagne BOUM.
En effet, en pratique, les rapports stœchiométriques ne sont pas forcement redfieldiens. Ceci est
démontré par plusieurs études qui se sont intéressées à différentes régions océaniques (Takahashi
et al., 1985; Minster et Boulahdid, 1987; Boulahdid et Minster, 1989; Anderson et Sarmiento,
1994 ; Körtzinger et al., 2001).
Dans la suite de ce mémoire, c’est les rapports d’Anderson (1995) qui sont sélectionnés. Ce choix
est motivé par le fait qu’Anderson se base sur la composition de la matière organique qui compose
le phytoplancton pour l’estimation des rapports molaires (comme c’est le cas de Redfield et al.,
1963) alors que la plupart des autres auteurs les estiment à partir de bases de données collectées
durant des campagnes océanographiques. Ces travaux intègrent la composante anthropique des
éléments N et P qui n’est sont pas le résultat de la reminéralisation ou de la respiration du
phytoplancton. Sachant que le calcul du carbone anthropique se base sur l’estimation de la
reminéralisation de la matière organique d’une masse d’eau afin de quantifier la production
biologique du CO2, l’approche d’Anderson (1995) parait donc plus juste d’un point de vue
biogéochimique.
Selon Anderson (1995), la composition de la matière phytoplanctonique proposée par Redfield et
al. (1963), C106H263O110N16P, surestime la composante en Oxygène et en hydrogène du
phytoplancton. Les rapports stœchiométriques corrigés sont de l’ordre de C106H175±11O42±16N16P,
ce qui correspond à la réaction chimique suivante:
C106H175O42N16P + 150 O2 ⇄ 106 CO2 + 16 HNO3 + H3PO4 + 78 H2O … (37) Équation 36: Réaction chimiq ue de la minéralisation de la matière organique selon A nderson (1995)
Etude de sensibilité
Des études de sensibilité ont été effectuées pour les cinq méthodes directes d’estimation du carbone
anthropique (soustraction directe, C°, ∆C*, TrOCA originale et TrOCA modifiée) afin de tester la
réponse de ces dernières à des paramétrisations différentes. Ces tests ont compris l’étude de :
L’effet du choix de l’alcalinité et du carbone inorganique total préformés: Cet effet a été
évalué en utilisant, d’abord, les équations de régression obtenues en considérant chaque
bassin séparément (occidental et oriental), puis en comparant ces résultats avec ceux obtenus
en considérant l’équation de régression basée sur les données de tout le bassin méditerranéen.
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2.3.4 Détermination des rapports molaires
A partir des données de sels nutritifs, d’oxygène dissous et de TCO2 des campagnes BOUM et
M84/3, les rapports molaires de la Méditerranée durant l’été 2008 et le printemps 2011 sont
calculés (N/P, Si/P, C/O2 et N/O2) et leurs valeurs discutées. Néanmoins, ces rapports ne sont
considérés qu’à titre indicatif en raison de l’éventuel signal anthropique qu’ils contiennent.
Les rapports molaires utilisés pour le calcul de la contribution biologique varient selon l’auteur. En
effet, Brewer (1978) utilise ceux de Redfield et al. (1963) : C/N/P = 106/16/1; Touratier et Goyet
(2004a) et Friis (2006) optent pour l’utilisation des rapports molaires de Körtzinger et al. (2001) ;
Touratier et al. (2012) utilisent les rapports molaires calculés à l’aide des mesures de sels nutritifs
de la campagne BOUM.
En effet, en pratique, les rapports stœchiométriques ne sont pas forcement redfieldiens. Ceci est
démontré par plusieurs études qui se sont intéressées à différentes régions océaniques (Takahashi
et al., 1985; Minster et Boulahdid, 1987; Boulahdid et Minster, 1989; Anderson et Sarmiento,
1994 ; Körtzinger et al., 2001).
Dans la suite de ce mémoire, c’est les rapports d’Anderson (1995) qui sont sélectionnés. Ce choix
est motivé par le fait qu’Anderson se base sur la composition de la matière organique qui compose
le phytoplancton pour l’estimation des rapports molaires (comme c’est le cas de Redfield et al.,
1963) alors que la plupart des autres auteurs les estiment à partir de bases de données collectées
durant des campagnes océanographiques. Ces travaux intègrent la composante anthropique des
éléments N et P qui n’est sont pas le résultat de la reminéralisation ou de la respiration du
phytoplancton. Sachant que le calcul du carbone anthropique se base sur l’estimation de la
reminéralisation de la matière organique d’une masse d’eau afin de quantifier la production
biologique du CO2, l’approche d’Anderson (1995) parait donc plus juste d’un point de vue
biogéochimique.
Selon Anderson (1995), la composition de la matière phytoplanctonique proposée par Redfield et
al. (1963), C106H263O110N16P, surestime la composante en Oxygène et en hydrogène du
phytoplancton. Les rapports stœchiométriques corrigés sont de l’ordre de C106H175±11O42±16N16P,
ce qui correspond à la réaction chimique suivante:
C106H175O42N16P + 150 O2 ⇄ 106 CO2 + 16 HNO3 + H3PO4 + 78 H2O … (37) Équation 36: Réaction chimiq ue de la minéralisation de la matière organique selon A nderson (1995)
Etude de sensibilité
Des études de sensibilité ont été effectuées pour les cinq méthodes directes d’estimation du carbone
anthropique (soustraction directe, C°, ∆C*, TrOCA originale et TrOCA modifiée) afin de tester la
réponse de ces dernières à des paramétrisations différentes. Ces tests ont compris l’étude de :
L’effet du choix de l’alcalinité et du carbone inorganique total préformés: Cet effet a été
évalué en utilisant, d’abord, les équations de régression obtenues en considérant chaque
bassin séparément (occidental et oriental), puis en comparant ces résultats avec ceux obtenus
en considérant l’équation de régression basée sur les données de tout le bassin méditerranéen.