Institut Méditerranéen d’Océanologie

AXE3

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Bien évaluer l’efficacité de la "pompe biologique" est un enjeu majeur pour pouvoir prédire le cycle du carbone et des éléments associés. Les connaissances acquises sur la dynamique des flux particulaires dans les océans (revue par Lee et al. 2009, Boyd and Trull, 2007) et le fonctionnement des réseaux microbiens ont amélioré la compréhension des mécanismes d’exportation de la production primaire. Les relations entre les taux de production biologique et les taux d’exportation dans différents systèmes océaniques ont ainsi été évaluées. La production nouvelle n’apparaît pas toujours équivalente à la production exportée mesurée par les pièges. Ceci soulève de nouvelles questions sur le rôle des espèces dominantes (espèce siliceuse vs espèce calcifiante) dans les flux de carbone et le temps de résidence de la MOP dans la colonne d’eau.

Les actions de ce thème visent à définir de nouveaux marqueurs des processus impliqués dans le temps de résidence des particules dans la colonne d’eau par l’analyse structurelle fine de certains composants dans les matrices particulaires (cellules phytoplanctoniques, agrégats, suspension, mucus).

3.1. Les traceurs Ba-Barytine.

Le baryum particulaire biogénique (barytine, BaSO4) est un outil intégrateur des flux de reminéralisation du carbone (Dehairs et al., 1997 ; Jacquet et al., 2007, 2008). De nombreuses incertitudes demeurent aujourd’hui concernant les processus qui contrôlent l’atténuation des flux de C, ainsi que leur variabilité suivant les caractéristiques de l’écosystème. Afin de mieux évaluer ces processus, nous étudierons plus particulièrement les processus de "bio-organo-minéralisation" de la barytine et le couplerons à l’étude des isotopes du Thorium et Uranium (234Th/238U), des traceurs des flux d’export de carbone.

3.2. Les proxies autoxidation et photo-oxidation

Nous avons identifié in vitro (Rontani, 2008) un pool de traceurs lipidiques des processus de dégradation biotique et abiotique (autoxydation et photo-oxydation) de la MOP, totalement ignorés jusqu’ici dans la littérature, Nous quantifierons ces nouveaux proxies in situ afin de préciser l’état de dégradation de la MOP et les processus responsables de cette dégradation au cours de la sédimentation par analyse des particules en suspension (récoltées par filtration) et particules chutant rapidement (prélevées par trappes), dans des zones marines bien distinctes (Méditerranée Mer Noire, Mer d’Arabie, Pacifique). Nos investigations seront étendues à l’Océan Arctique où la présence régulière de trous d’ozone favoriserait la présence de marqueurs de processus photooxydatifs. Nous attacherons une attention particulière à l’étude du transfert d’oxygène singulet des cellules phytoplanctoniques sénescentes vers les bactéries qui leur sont associées. Ce transfert, a des effets délétères sur les bactéries (Rontani et al. 2003) et pourrait donc contribuer à une meilleure préservation de la MOP dans la colonne d’eau (lien avec ATs DEBAT et EMBE)(Projets MERMEX WP et CHARMEX).

3.3. La relation matrice minérale / matrice organique

Une question porte en particulier sur le rôle des matrices bio-minérales du phytoplancton dans la préservation de la matière organique lors de son exportation en profondeur (Moriceau et al. 2009). Nous étudierons les interactions entre la matière organique algale et différentes matrices minérales. Les composantes organiques de la matière algale (protéines, sucres, lipides, matière complexe) seront caractérisées par un panel de méthode de chimie analytique (GC/MS, Iatroscan, HPLC, RMN, IRFT) dans les cellules entières, et au cours de phases successives de dissolutions des matrices minérales incubées en présence d’une communauté bactérienne active (lien avec ATs DEBAT et EMBE).

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