Biodisponibilité du fer et des métaux traces dans les particules marines – BITMAP

Le projet BITMAP (Bioavailability of Iron and other Trace MetAls in marine Particles/Biodisponibilité du fer et autres métaux traces dans les particules marines) est proposé par une jeune chercheuse française qui a obtenu sa thèse au Royaume-Uni suivie d’un séjour postdoctoral aux Etats-Unis. Elle réalise actuellement un séjour postdoctoral au Royaume-Uni.

Ce projet novateur propose d’évaluer la biodisponibilité des métaux traces en phase particulaire. C’est un sujet très important car les métaux traces contrôlent l’efficacité de la «pompe biologique» qui absorbe environ 10 Gigatonnes de carbone par an. Depuis une quarantaine d’années, les océanographes étudient les métaux traces qui, du fait de leurs concentrations insuffisantes dans certaines régions du globe, limitent la production primaire, et contrôlent les caractéristiques des écosystèmes.

Jusqu'à très récemment, les études se sont surtout focalisées sur la phase dissoute car celle-ci était considérée comme la plus accessible au phytoplancton. C’est seulement depuis une décennie environ que le rôle des métaux traces en phase particulaire est étudié. Par ailleurs, la phase particulaire recèle généralement 10 à 100 fois moins de métaux traces que la phase dissoute, ce qui rend l’analyse des métaux traces en phase particulaire très difficile. Par conséquent, les distributions spatiales à grande échelle, les sources et les puits des métaux traces en phase particulaire sont encore peu connus et les mécanismes d’échanges entre les compartiments dissous et particulaire restent à élucider.

C’est dans ce contexte que BITMAP propose d’explorer l’influence de plusieurs paramètres sur la biodisponibilité des métaux traces présents dans les particules marines. Ce projet se focalisera surtout sur les éléments-clés suivants : aluminium, manganèse, fer, cobalt, cuivre, zinc, cadmium, phosphore et baryum. Seront évaluées l’origine, la taille et la distribution de ces métaux traces en phase particulaire grâce à une multitude d’outils scientifiques innovants et complémentaires, tels que des expériences d’incubation biotiques et abiotiques, des attaques chimiques, de la microscopie électronique à balayage (SEM), ou bien les isotopes du fer.

BITMAP aboutira à la caractérisation complète de ces métaux traces en phase particulaire dans différentes fractions de tailles en mer d’Iroise et dans l’Atlantique Nord, région-clé qui absorbe ~20% des émissions de dioxyde de carbone atmosphérique. La distribution spatiale mais aussi les flux verticaux des métaux traces (avec l’utilisation du 234Th) en phase particulaire seront déterminés.
BITMAP s’inscrit particulièrement dans le cadre de deux programmes de recherches internationaux (GEOTRACES et IMBER), dans une action européenne (COST) et est relié à trois projets déjà financés par l’ANR : SOLWARA, BONUS-GOODHOPE et KEOPS2.

Les travaux de BITMAP seront très utiles à la communauté scientifique internationale, aux agences environnementales et aux autorités. Il est prévu d’en présenter les résultats lors de trois conférences majeures pour les sciences marines, et de les publier dans des revues scientifiques et générales. Une communication grand public sera organisée à l’Institut Universitaire Européen de la Mer après la campagne en mer dans l’Atlantique Nord. Enfin, les avancées et les aboutissements seront également relayés via la création d’un site web interactif, notamment par des échanges avec des collégiens qui pourront poser leurs questions.

Par ailleurs, BITMAP est porteur de collaborations avec de nombreux laboratoires étrangers dont l'Université Rutgers (Etats-Unis), l'Université Stellenbosch (Afrique du Sud) et le National Oceanography Centre (Royaume-Uni).
Enfin, BITMAP sera basé à Brest au Laboratoire de l’Environnement MARin (LEMAR) et comprendra deux autres partenaires majeurs : Le Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS) et l’Institut de Physique du Globe à Paris (IPGP).