Pompe à carbone biologique

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Comité de pilotage: S. Jacquet, L.E. Heimburger, Frederic Le Moigne (CEM); K. Leblanc, D. Lefèvre, S. Bonnet (CYBELE); B. Zakardian (OPLC); P. Hingamp, C. Tamburini (MEB), D. Nérini (EMBIO)

 

Coordinateur: C. Tamburini

 

L'augmentation des concentrations atmosphériques de CO2 (résultant de la combustion de combustibles fossiles) affecte le climat mondial. La pompe à carbone biologique océanique (BCP), c'est-à-dire la production de carbone biogénique dans l'océan de surface, son exportation ultérieure (particules s'écoulant de la couche ensoleillée de l'océan) et sa reminéralisation (transformation du CO2 organique en CO2 dissous) dans la colonne d'eau, représente un acteur important dans le système climatique. Chaque année, le PCA réduit un flux de CO2 comparable en taille aux émissions anthropiques (Henson et al., 2011). Par conséquent, tout changement dans la force du PCO pourrait exacerber ou atténuer les changements climatiques (Siegel et al. 2016).

Dans ce contexte, il est crucial de mieux caractériser les dynamiques de production, d'exportation et de reminéralisation de la matière organique (MO) en surface et en profondeur. Le flux descendant des exportations est principalement contrôlé par une interaction complexe de la communauté microbienne de surface, qui contrôle la structure et la distribution granulométrique des particules (Guidi et al. 2009). Les particules organiques qui coulent représentent des points chauds de reminéralisation dont les taux et les mécanismes sont mal quantifiés (Tamburini et al. 2009, Riou et al. 2018), puis mal ou pas représentés dans les modèles biogéochimiques actuels. Les flux de particules et la dynamique des particules dans l'océan noir sont principalement mesurés au moyen de pièges à sédiments dérivants et amarrés, de radionucléides ou de techniques d'imagerie (McDonnell et al. 2015, Riley et al. 2012, Le Moigne et al. 2012). En d'autres termes, dans l'océan noir, nous sommes confrontés à un écart entre l'estimation de la demande et de l'offre de carbone biologique (flux de particules) (Steinberg et al. 2008, Burd et al. 2010, Herndl & Reinthaler 2013, Giering et al. 2014).

Le groupe MIO BioPump (Axe Transverse Pompe Biologique du MIO) a pour objectif de questionner notre compréhension de la reminéralisation de la MO dans l'océan noir ainsi que l'écologie de base et le métabolisme des communautés procaryotes associées aux particules en train de couler.

Résultats significatifs des cinq dernières années et perspectives d'avenir

Principales publications des cinq dernières années

 

Garel M, Bonin P, Martini S, Guasco S, Roumagnac M, Bhairy N, Armougom F, Tamburini C (2019) Pressure-retaining sampler and high-pressure systems to study deep-sea microbes under in situ conditions. Front Microbiol. In press. doi: 10.3389/fmicb.2019.00453

Riou V, Para J, Garel M, Guigue C, Ali B Al, Santinelli C, Lefèvre D, Gattuso J-P, Goutx M, Jacquet S, Moigne FAC Le, Tachikawa K, Tamburini C (2018) Biodegradation of Emiliania huxleyi aggregates by a natural Mediterranean prokaryotic community under increasing hydrostatic pressure. Prog Oceanogr 163:271–281. doi: 10.1016/j.pocean.2017.01.005

Lemaitre, N., Planquette, H., Planchon, F., Sarthou, G., Jacquet, S., García-Ibáñez, M. I., Gourain, A., Cheize, M., Monin, L., André, L., Laha, P., Terryn, H., and Dehairs, F. (2018). Particulate barium tracing of significant mesopelagic carbon remineralisation in the North Atlantic, Biogeosciences, 15, 2289-2307, https://doi.org/10.5194/bg-15-2289-2018, 2018.

Jullion L., S. Jacquet , T. Tanhua (2017). Deconvolving biogeochemical processes from the impact of ocean circulation: first insight on the Mediterranean dissolved barium dynamics, Global Biogeochem. Cycles, 31, doi :10,1002/2016GB005489

Jacquet .H.M., F. Dehairs, D. Lefèvre, A.J. Cavagna, F. Planchon, U. Christaki, L. Monin, L. André, I. Closset and D. Cardinal (2015). Early spring mesopelagic carbon remineralization and transfer efficiency in the naturally iron-fertilized Kerguelen arera, Biogeosciences, 12, 1713-1731, doi :10.518/bg-12-1713-2015

Giering SLC, Sanders R, Lampitt RS, Anderson TR, Tamburini C, Boutrif M, Zubkov M V, Marsay CM, Henson S a, Saw K, Cook K, Mayor DJ (2014) Reconciliation of the carbon budget in the ocean’s twilight zone. Nature 507:480–483. doi: 10.1038/nature13123

Leblanc, K., Queguiner, B., Diaz, F., Cornet, V., Michel-Rodriguez, M., Durrieu de Madron, X., Bowler, C., Malviya, S., Thyssen, M., Gregori, G., Rembauville, M., Grosso, O., Poulain, J., de Vargas, C., Pujo-Pay, M., Conan, P., 2018. Nanoplanktonic diatoms are globally overlooked but play a role in spring blooms and carbon export. Nat Commun 9, 953.