Evaluation de la pénétration du carbone anthropique en Méditerranée | Résultats et discussions
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CO2. Morales-Pineda et al. (2014) ont également rapporté une variabilité importante de pCO2
des eaux de surface à l’échelle journalière, hebdomadaire et saisonnière. Ces études, parmi
d’autres, mettent en avant la complexité et la difficulté de la prévision du TCO2 préformé
préindustriel de la Méditerranée. De ce fait, une meilleure estimation du déséquilibre
préindustrielle air-mer en pCO2 est essentielle pour l’évaluation des concentrations de C
ant
.
Selon Friis (2006), une variation du déséquilibre de ± 20 ppm équivaut à un changement de
10% dans le signal du C
ant
.
Alcalinité préindustrielle préformée
L’application des deux méthodes de calcul du C
ant
est également liée à l’hypothèse d’une
alcalinité totale constante. L’invasion de CO2 entraîne une modification des équilibres
chimiques du système des carbonates (acidification des eaux). Cependant, l’océan de surface
étant sursaturé en carbonates, l’ajout de CO2 anthropique ne devrait pas avoir d’incidence
directe sur l’alcalinité préformée (TA
0
) (Gruber et al., 1996).
Cette hypothèse a été confirmée par plusieurs auteurs en Méditerranée (e.g., Copin-Montégut
et Bégovic, 2002; Hassoun et al., 2015a). De plus, selon Rivaro et al. (2010), l’AT peut être
considérée comme conservative en Méditerranée en raison de la stabilité de la relation AT=f(S),
qui ne montre pas de variations saisonnières dans le sous bassin Tyrrhénien. Néanmoins, en
intégrant des mesure in-situ d’AT à un modèle 3D couplé (biogéochimie-transport), Cossarini
et al. (2015) ont déduit un cycle saisonnier considérable des AT de surface, pouvant atteindre
les 50 µmol/kg dans le bassin Algérien, régi par les facteurs physiques (dynamiques à mésoéchelle, évaporation, transport horizontal). Un constat similaire a été établi par Gemayel et al.
(2015) qui ont estimé la variation saisonnière à 30 µmol/kg dans les Baléares et le bassin Ligure,
et l’ont attribué au mélange hivernal qui ramène en surface des eaux enrichies en AT et TCO2
par la minéralisation de la matière organique et la dissolution des CaCO3. Ces observations
montrent la nécessité de l’utilisation d’une régression linéaire de l’AT (fonction de la salinité),
dérivée à partir des eaux de surface du site DYFAMED durant les conditions hivernales. Pour
les eaux intermédiaires, l’équation d’estimation de l’AT devrait se faire sur des données
hivernales récoltées dans la zone de formation des LIWs, à savoir, au sud de la mer Egée.
Etat stationnaire de la Méditerranée
L’application des techniques de « back-calculation » passe par la considération d’une
Méditerranée dans un état stationnaire, puisque l’on suppose que les mécanismes physiques et
biogéochimiques sont restés constants après la révolution industrielle (formation d’eau,
circulation océanique, proportions de mélange, équilibres chimiques, production primaire et
exportée, activité bactérienne, etc.). Or, cette stationnarité n’est pas vraiment réalisée, comme
prouvé par plusieurs études (e.g., Hassoun et al., 2015c; Schroeder et al., 2008). Ces auteurs
ont remarqué, notamment, une diminution du coefficient de mélange des eaux profondes du
bassin occidental de la Méditerranée (WMDW, TDW), attribuée principalement à des
changements dans la circulation des eaux profondes du bassin oriental. L’erreur associée à cette
hypothèse est particulièrement difficile à estimer. Récemment, tel que reporté à la section 1.2.5,
deux épisodes majeurs du changement de la circulation de la Méditerranée sont à
signaler (Tanhua et al., 2013) : La EMT (Eastern Mediterranean Transient) et la WMT.
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CO2. Morales-Pineda et al. (2014) ont également rapporté une variabilité importante de pCO2
des eaux de surface à l’échelle journalière, hebdomadaire et saisonnière. Ces études, parmi
d’autres, mettent en avant la complexité et la difficulté de la prévision du TCO2 préformé
préindustriel de la Méditerranée. De ce fait, une meilleure estimation du déséquilibre
préindustrielle air-mer en pCO2 est essentielle pour l’évaluation des concentrations de C
ant
.
Selon Friis (2006), une variation du déséquilibre de ± 20 ppm équivaut à un changement de
10% dans le signal du C
ant
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Alcalinité préindustrielle préformée
L’application des deux méthodes de calcul du C
ant
est également liée à l’hypothèse d’une
alcalinité totale constante. L’invasion de CO2 entraîne une modification des équilibres
chimiques du système des carbonates (acidification des eaux). Cependant, l’océan de surface
étant sursaturé en carbonates, l’ajout de CO2 anthropique ne devrait pas avoir d’incidence
directe sur l’alcalinité préformée (TA
0
) (Gruber et al., 1996).
Cette hypothèse a été confirmée par plusieurs auteurs en Méditerranée (e.g., Copin-Montégut
et Bégovic, 2002; Hassoun et al., 2015a). De plus, selon Rivaro et al. (2010), l’AT peut être
considérée comme conservative en Méditerranée en raison de la stabilité de la relation AT=f(S),
qui ne montre pas de variations saisonnières dans le sous bassin Tyrrhénien. Néanmoins, en
intégrant des mesure in-situ d’AT à un modèle 3D couplé (biogéochimie-transport), Cossarini
et al. (2015) ont déduit un cycle saisonnier considérable des AT de surface, pouvant atteindre
les 50 µmol/kg dans le bassin Algérien, régi par les facteurs physiques (dynamiques à mésoéchelle, évaporation, transport horizontal). Un constat similaire a été établi par Gemayel et al.
(2015) qui ont estimé la variation saisonnière à 30 µmol/kg dans les Baléares et le bassin Ligure,
et l’ont attribué au mélange hivernal qui ramène en surface des eaux enrichies en AT et TCO2
par la minéralisation de la matière organique et la dissolution des CaCO3. Ces observations
montrent la nécessité de l’utilisation d’une régression linéaire de l’AT (fonction de la salinité),
dérivée à partir des eaux de surface du site DYFAMED durant les conditions hivernales. Pour
les eaux intermédiaires, l’équation d’estimation de l’AT devrait se faire sur des données
hivernales récoltées dans la zone de formation des LIWs, à savoir, au sud de la mer Egée.
Etat stationnaire de la Méditerranée
L’application des techniques de « back-calculation » passe par la considération d’une
Méditerranée dans un état stationnaire, puisque l’on suppose que les mécanismes physiques et
biogéochimiques sont restés constants après la révolution industrielle (formation d’eau,
circulation océanique, proportions de mélange, équilibres chimiques, production primaire et
exportée, activité bactérienne, etc.). Or, cette stationnarité n’est pas vraiment réalisée, comme
prouvé par plusieurs études (e.g., Hassoun et al., 2015c; Schroeder et al., 2008). Ces auteurs
ont remarqué, notamment, une diminution du coefficient de mélange des eaux profondes du
bassin occidental de la Méditerranée (WMDW, TDW), attribuée principalement à des
changements dans la circulation des eaux profondes du bassin oriental. L’erreur associée à cette
hypothèse est particulièrement difficile à estimer. Récemment, tel que reporté à la section 1.2.5,
deux épisodes majeurs du changement de la circulation de la Méditerranée sont à
signaler (Tanhua et al., 2013) : La EMT (Eastern Mediterranean Transient) et la WMT.