Analyse des masses d'eau et exploration des liens entre le phytoplancton, les bactéries et les métaux traces le long de la section GEOTRACES du secteur indien de l'océan austral – AWESOME-SWINGS

Le projet AWESOME SWINGS combine plusieurs approches complémentaires :
- Campagne océanographique SWINGS pour acquérir des mesures directes en mer et des échantillons,
- Analyses d’éléments traces et isotopes (TEI), utilisées comme traceurs pour caractériser les masses d’eau et les processus biogéochimiques.
- Approches de modélisation (OMPA, modèles biogéochimiques, circulation) pour reconstituer la dynamique et quantifier les flux.
- Bases de données internationales (GEOTRACES, GLODAP, eWOCE, etc.) pour étendre l’analyse à des échelles régionales et globales.

Le projet vise à produire plusieurs avancées scientifiques majeures :
- Amélioration de la caractérisation des masses d’eau subantarctiques (SWT) grâce aux traceurs TEI et isotopiques.
- Quantification plus précise des flux biogéochimiques (carbone, nutriments, métaux traces) dans l’océan Austral.
- Développement et validation d’outils analytiques et de modèles innovants (approches OMPA, bases isotopiques, couplages données-modèles).
- Production de connaissances transversales utiles à la communauté scientifique pour l’étude des cycles biogéochimiques et de la pompe biologique de carbone.

Il est prévu d’utiliser toutes les données disponibles sur la base de données GEOTRACES et de leur appliquer les mêmes approches méthodologiques (e.g. PMF, OMPA) afin d'obtenir une vision plus globale des processus d'uptake phytoplanctonique et de reminéralisation bactérienne.

Les articles scientifiques sont en cours de rédaction

L'océan austral est considéré comme le principal puits de carbone anthropique de l’océan mondial et comme un "hub" permettant la redistribution des propriétés physiques et biogéochimiques entre les océans Atlantique, Pacifique et Indien. Pourtant, les sources, les puits et les processus contrôlant la distribution des micronutriments vitaux (Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Zn, également appelés métaux traces, TM) restent, à ce jour, mal appréhendés. La campagne océanographique multidisciplinaire SWINGS a été menée début 2021 avec 47 scientifiques de 7 pays à bord du N/O Marion Dufresne (MD229, GEOTRACES section GS02, 11 janvier au 8 mars 2021). Ensemble, nous avons proposé d'élucider les sources, les transformations et les puits des TM le long d'une section traversant des zones clés de l’océan austral à 32 stations. Plus de 8000 échantillons ont été collectés, permettant une avancée majeure dans la compréhension et la quantification des échanges de particules dissoutes, verrou reconnu pour la modélisation du cycle des éléments. Un an plus tard, cette énorme moisson d'échantillons occupe environ 80 scientifiques de 21 laboratoires internationaux et de 7 pays, dont 7 doctorants de l'UBO, Brest (1), SU, Paris (2), UPS, Toulouse (1), AMU, Aix-Marseille (1), Liverpool (1) et Florida International (1), afin i) d'établir l'importance relative des sources sédimentaires, atmosphériques et hydrothermales des TM dans le secteur indien de l’océan austral, ii) d'étudier les cycles internes des éléments traces : absorption biogénique, reminéralisation, devenir des particules et export, et iii) quantifier le transport des TM par le courant circumpolaire antarctique et les nombreux fronts à la confluence des océans Indien et Atlantique. Le projet SWINGS est une contribution française majeure au programme international GEOTRACES, dont la politique de gestion des données est de les rendre disponibles en "open access" le plus rapidement possible après leur acquisition.
La demande actuelle se concentre sur le recrutement de trois chercheurs postdoctoraux qualifiés (409500€) pour effectuer une exploration spécifique des données sur les tâches suivantes :
1) Réalisation d’une analyse des masses d’eaux le long de la section GS02/SWINGS, en combinant les données hydrographiques et macronutriments grâce à une analyse multiparamétrique optimale étendue. Cette analyse proposera une base solide à l'interprétation des distributions observées d'éléments traces dissous et particulaires au nord et au sud du front polaire, en particulier dans le détroit « Fawn Through » qui est une voie majeure pour le courant circumpolaire antarctique
2) Etude des liens entre la distribution et l’activité phytoplanctonique, les macronutriments et les métaux dans deux régions contrastées, au nord et au sud du Front Polaire. Des outils statistiques seront notamment utilisés.
3) Exploration des stratégies métaboliques de la communauté microbienne pour l'acquisition et le traitement en amont des métaux traces nutritifs. La bioinformatique permettra d’étudier les 44 métagénomes provenant des principales masses d'eau, de la surface à l'océan profond au regard des distributions des métaux traces.
Le reste des crédits demandés seront consacrés à la diffusion des principaux résultats dans des articles scientifiques (frais de publication : 13500€) et des ateliers (3000 €). Les frais administratifs sont estimés à 55380€.