Impact du Fer particulaire d'origine hydrothermale et sédimentaire sur le cycle biogéochimique du fer – BIIM

LLe projet BIIM vise à 1) évaluer les processus conduisant à la dissolution nette du fer particulaire abiotique d'origine sédimentaire et hydrothermale, et 2) évaluer son impact sur la biogéochimie marine. C'est un sujet crucial, car le fer dissous contrôle la productivité biologique marine et la séquestration du carbone dans plus de 30% de l'océan mondial. Le fer particulaire abiotique a été jusqu’à présent considéré comme un matériau réfractaire. Des observations récentes remettent en question cette hypothèse et suggèrent que ce réservoir de fer pourrait être enclin à la dissolution. Cependant, les mécanismes d'échange entre les réservoirs de fer particulaire et dissous n'ont été que très superficiellement identifiés et quantifiés.
Dans BIIM, les expériences de laboratoire seront orientées vers les besoins identifiés par les modélisateurs, en utilisant des particules de compositions et d'origines différentes afin d'évaluer leurs cinétiques de dissolution en fonction de facteurs environnementaux tels que la température, les niveaux de lumière ou les concentration de ligands organiques. Ces facteurs de contrôle environnementaux sont nécessaires aux modélisateurs dans la perspective d'une modélisation globale du cycle du fer particulaire abiotique. Les processus clés identifiés lors des expériences de laboratoire seront ensuite modélisés dans des modèles 0D simples, basés sur des relations mathématiques déduites au cours de ces expériences. Les valeurs des paramètres seront obtenues en optimisant l’ajustement aux résultats observés des expériences de laboratoire. Enfin, un cycle du fer particulaire abiotique, dérivé des modèles 0D, sera ajouté au modèle océanique global NEMO-PISCES, qui ne dispose à l’heure actuelle que de sources de fer sédimentaire et hydrothermal dissous. Cet exercice de modélisation 3D permettra d’évaluer l’impact du fer particulaire abiotique sur les cycles biogéochimiques et en particulier, mais sans s'y limiter, sur le cycle du carbone.
Ce projet repose sur une forte collaboration entre modélisateurs et expérimentateurs. BIIM permettra aussi à la porteuse du projet, engagée au CNRS en 2014, de poursuivre ses recherches et de fédérer une communauté sur la thématique émergente et porteuse de l’étude des métaux traces particulaires.