Exploitation scientifique interdisciplinaire et multi-traceur de résultats de la campagne GEOTRACES GEOVIDE, à travers la modélisation et l'observation. – GEOMOBS

L'exploitation scientifique des données d'éléments traces et d'isotopes (TEIs) dans l'océan obtenues dans le cadre des campagnes GEOTRACES est souvent réalisée via des outils simples de type modèles en boite, modèles à une dimension, ou analyses multiparamétriques optimales. Ces approches ne permettent généralement pas de combiner pleinement les différentes observations, à savoir la physique (courants, transport, mélange), la biogéochimie et les contraintes combinées des différents traceurs isotopiques. Le projet GEOMOBS propose de réaliser cette exploitation scientifique véritablement pluridisciplinaire (physique, biogéochimie, TEIs) et véritablement multi-traceurs, sur la campagne GEOVIDE (GA01), en combinant un travail de modélisation et de production de nouvelles données de traceurs. Le modèle couplé physique/biogéochimie NEMO/PISCES sera couplé à des modules de TEIs pour simuler simultanément les distributions des isotopes du fer, du 231Pa, 230Th, 228Ra et les terres rares. Il comportera un volet global à 1° et un volet régional Nord Atlantique au 1/4°. Pour ce dernier les efforts seront mutualisés avec des travaux en cours au LOPS et au LSCE. De nouvelles données d'isotopes du fer et de concentration en 228Ra seront produites à partir d'échantillons de particules en suspension collectées au cours de la campagne (mais non exploitées), pour compléter les données existantes des phases dissoutes. Ces données permettront de fournir des informations indispensables aux représentations/paramétrisations des cycles de ces TEIs dans les modèles. Ces traceurs ont été choisis pour leur complémentarité dans les contraintes qu'ils apporteront sur les cycles biogéochimiques, notamment sur la nature et les flux des sources sédimentaires et sur les échanges dissous particules dans la colonne d'eau. En retour les simulations permettront d'interpréter les données in situ en intégrant l'ensemble des informations disponibles (physique, biogéochimie). Afin d'optimiser les enrichissements réciproques des volets modélisation et données in situ, des outils spécifiques de statistique, de visualisation et de machine learning seront mis en place, notamment via l'outil JupyterLab.

Une des faiblesses du programme GEOTRACES résulte du fait que chaque campagne est une vue instantanée, mais que l'ensemble du programme s'étale sur 20 ans. La campagne GEOVIDE a été réalisée sur la radiale OVIDE qui a documenté la variabilité temporelle de la zone pour la physique et la biogéochimie (pas les TEIs) tous les 2 ans de 2002 à 2021, avec des intensités de circulation méridienne de retournement (MOC) variables. La mise en place de deux configurations physiques-biogéochimiques à MOC minimale et maximale pour la période 2002-2021 nous permettra d'évaluer la représentativité des observations TEIs de l'instantané GEOVIDE 2014 sur cette période de 20 ans.

GEOMOBS est motivé en premier lieux par ses objectifs scientifiques. Cependant, l'exploitation d'échantillons collectés mais non exploités d'une part et la mutualisation des efforts de modélisation numérique d'autre part inscrivent ce projet dans une stratégie bas carbone.
Ce projet ambitionne de nombreuses retombées académiques et vers la société. Il respectera les principes FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable), pour maximiser l'accessibilité et la réutilisabilité des données au sein de la communauté scientifique.