techniciens, Maurice Duchaffaut, Bernard Brient, Roger - Locean

3. Distribution des puits et sources de fCO 2 par synthèses de
données
3.1. Construction d’algorithmes
Différentes régions océaniques ont été étudiées lors de campagnes océanographiques ou grâce
aux données collectées à bord des navires marchands. Parallèlement à l’étude des processus et
la compréhension des mécanismes qui régissent la variabilité de fCO 2 , les données sont
également utilisées pour construire des cartes de fCO 2 . Ces cartes permettent d’estimer le flux
air-mer de CO 2 dans une région donnée. En raison de la difficulté d’obtenir une bonne
couverture spatiale de fCO 2, des relations empiriques reliant fCO2 à des paramètres plus
accessibles ont été établies. Ainsi l’importance de la température pour expliquer les variations
de fCO 2 a conduit à rechercher des relations empiriques entre fCO2 et SST afin de reconstituer
fCO 2 à partir, notamment, de la température mesurée par satellite qui est facilement accessible
et qui fournit une couverture globale de l’océan [e.g. Stephens et al., 1995].
Dans l’Atlantique subtropical, le modèle unidimensionnel (Lefèvre et Taylor [2002], section
2.2.1) a permis de construire un algorithme reliant pCO 2 à la température, la latitude, la
longitude et la pCO 2 atmosphérique. Les relations entre pCO2 et la SST sont particulièrement
adaptées dans les régions de faible activité biologique, là où la SST est principalement
responsable des variations de pCO 2.
Le développement d’un algorithme est beaucoup plus difficile dans des régions où l’activité
biologique est importante. La distribution de fCO 2 n’était pas documentée dans l’upwelling
côtier du Chili. Des études avaient été réalisées dans l’upwelling du Pérou mais les études dans
l’upwelling du Chili s’étaient limitées aux paramètres physiques. En 1997 les chiliens ont
organisé un programme d’étude de l’écosystème de l’upwelling du Chili au large
d’Antofagasta. L’objectif était de mieux comprendre la variabilité de la productivité de cette
région. Ils ont demandé des mesures de CO 2 au Plymouth Marine Laboratory afin d’estimer le
flux de CO 2 à l’interface air-mer dans cette région. Dans le cadre de mon postdoctorat CNRS-
Royal Society, j’ai participé aux deux campagnes océanographiques chiliennes. L’upwelling
côtier du Chili a été échantillonné en janvier 1997 [Lefèvre et al., 2002] et en juillet 1997
[Torres et al., 2003]. Des mesures en continu de pCO 2 ont été effectuées, du 10 au 16 janvier et
du 22 au 27 janvier 1997, sur une grille de 22 o 40’S à 24 o S s’étendant de la côte chilienne à
71 o 52’W. Dans cette région, de fortes valeurs de CO 2 sont associées aux faibles températures à
cause des remontées d’eaux riches en CO 2 à la surface mais le processus de réchauffement qui
augmente pCO 2 avec la température est également présent si bien que la corrélation entre pCO2
et SST est faible (r 2 = 0.09). La région comporte essentiellement trois masses d’eau différentes :
- l’eau subtropicale de surface (STW) avec des températures comprises entre 16 o C et
24 o C, des salinités entre 34.9 et 35.3 et une teneur en oxygène de 4.5 à 5.3 ml/l,
- l’eau subantarctique (SAAW) avec des températures comprises entre 9 o C et 15 o C et
des salinités entre 33.0 et 34.3 et une teneur en oxygène de 5 à 7 ml/l,
- l’eau équatoriale de subsurface (ESSW) circulant entre 100m et 300m de profondeur,
avec des températures comprises entre 8 o C et 12 o C et des salinités entre 34.4 et 34.9 et une
teneur en oxygène de 0.2 à 3 ml/l.
L’eau subtropicale, STW, est essentiellement observée au nord d’Antofagasta (23 o S) tandis
que l’eau subantarctique SAAW se trouve principalement au sud de 30 o S. La région de 23 o S à
30 o S est donc une zone de transition où l’eau subantarctique se dirigeant vers le nord se
mélange à l’eau subtropicale. Dans cette zone, la SAAW se trouve souvent sous la STW. Entre
100m et 300m l’eau équatoriale ESSW se dirige vers le pôle sud. Lors de la première période,
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