CE01 - Terre fluide et solide

Section Geotraces Sud Ouest Indien – SWINGS

Résumé de soumission

L’Océan Austral est considéré comme un «hub» pour les nutriments entre les 3 autres océans mais les sources, puits et processus qui contrôlent la distribution de ces nutriments (macro- et micro-) restent à ce jour méconnus. SWINGS est un projet pluridisciplinaire qui vise à élucider les sources, transformations et puits d’éléments traces et isotopes (TEIs) le long d’une section océanographique dans l’Océan Indien Austral (OIA). Contribution majeure de la France au programme international GEOTRACES (www.geotraces.org), SWINGS implique 78 scientifiques (19 laboratoires, 6 pays). Une campagne océanographique de 63 jours dans l’OIA (avec 47 participants à bord), des études de processus et des modélisations intégratives sont proposées afin de répondre aux objectifs suivants : 1) établir l’importance relative des sources sédimentaires, atmosphériques et hydrothermales de TEI dans l’OIA, 2) étudier les processus qui contrôlent les cycles internes des micro-nutritifs: absorption par la biologie, reminéralisation, devenir et export des particules, et 3) quantifier le transport des TEI par le courant circumpolaire antarctique et les zones frontales.
La stratégie de SWINGS repose sur un couplage fort entre océanographie physique, biogéochimie et modélisation. Une attention spécifique sera portée à la spéciation physique et chimique des particules en suspension dans la colonne d’eau ou celles qui chutent, en plus d’un échantillonnage à haute résolution des phases dissoutes. La moisson de données SWINGS permettra de progresser significativement dans la quantification des échanges entre phases dissoutes et particulaires, verrou majeur pour la modélisation des cycles des éléments. Des traceurs dédiés (ex. isotopes Th et Pa) aideront à caractériser la dynamique des particules. Les isotopes du Ra aideront à quantifier les apports continent-océan, alors que d‘autres encore traceront l’origine des matières dissoutes et particulaires. Une attention particulière sera accordée aux interfaces océaniques: atmosphère, continent ainsi qu’un segment de la dorsale Sud-Ouest Indienne soupçonné d’être le siège d’hydrothermalisme actif. Un spectromètre de masse in situ de pointe sera déployé pour cette exploration. La trajectoire de la campagne interceptera 6 fronts. Ces jets sont des voies importantes de la circulation générale océanique, en particulier pour les transports d’espèces chimiques : ils seront documentés en détail. De nouvelles modélisations couplées seront conçues sur la base des premiers résultats de la campagne SWINGS afin d’évaluer la sensibilité des distributions de TEI à la paramétrisation de sources et de transports et d’explorer l’importance des fertilisations naturelles sur la distribution des TEIs.
SWINGS est structuré en 4 tâches : 1) Gestion du projet, conception et gestion de la campagne, des mesures des paramètres physiques et des données ; 2) Echantillonnage détaillé des phases particulaires et dissoutes des TEI tout le long de la section ; 3) Caractérisation des mécanismes d’absorption biologique et de reminéralisation ; 4) Développement de la modélisation, couplage de la distribution de traceurs avec des simulations fines de la circulation.
La première année (2020) sera entièrement consacrée à la préparation de la campagne. Celle-ci est prévue début 2021 (été austral) sur le Marion-Dufresne. L’analyse, la validation des données et l’interprétation commenceront au printemps boréal 2021. Les réunions d’après campagne, communications et articles de rang A suivront en conséquence jusqu’en 2024 et après. SWINGS étant labélisé section GEOTRACES (GS02) suivra les procédures imposées par le programme : résolution d’échantillonnage, intercomparaison et validation des données : toutes les données acquises seront accessibles en open source grâce à un plan rigoureux de gestion de données.

Coordination du projet

Catherine Jeandel (CNRS, Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS))

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, ETHZ / Institute for Geochemistry and Petrology
WU-SO Washington University / The School of Oceanography
MPI-CCGD Max Planck Institute for Chemistry / Climate Geochemistry Department
CSIR-SOCCO Council for Scientific and Industrial Research / Southern Ocean Carbon and Climate Observatory
SU-DEAS Stellenbosch University / Department of Earth Sciences
WHOI-MBC Woodshole Oceanographic Institution / Marine Bioiorganic Chemistry
FU-DEOAS Florida University / Department of Earth, Ocean and Atmopsheric Science
BAS-PO British Antarctic Survey / Physical Oceanography
DU-B&E Duke University / Biogeochemistry & Ecophysiology
CNRS-CECI CNRS, Laboratoire Climat, Environnement, Couplages et Incertitudes (CECI)
IRD-LOPS Institut de Recherche pour le développement (IRD), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatialen (LOPS)
CNRS-GET CNRS, Géosciences Environnement Toulouse (GET)
CNRS-LOMIC CNRS, Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC)
CNRS-LOCEAN CNRS,Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques
CNRS-LSCE CNRS, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE)
CNRS-LEMAR Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des sciences de l'Environnement Marin (LEMAR)
CNRS-AD2M CNRS, Adaptation et Diversité en Milieu Marin (AD2M)
AMU-MIO Aix Marseille Université (AMU), Institut Méditerranéen d'Océanologie (MIO)
CNRS-LEGOS CNRS, Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS)

Aide de l'ANR 597 570 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2020 - 48 Mois

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