Modeling the Nd isotopic composition in the North Atlantic basin using an eddy-permitting model

• Published in: Ocean Science
• Main Authors: Arsouze, T., Treguier, A. M., Peronne, S., Dutay, J.C., Lacan, F., Jeandel, C.
• Other Authors: Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement Gif-sur-Yvette (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique des océans (LPO), Modélisation du climat (CLIM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2010
• Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; [SDU]Sciences of the Universe [physics]; Avery; North Atlantic
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00543924; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00543924/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00543924/file/os-6-789-2010.pdf; https://doi.org/10.5194/os-6-789-2010

International audience Boundary Exchange (BE – exchange of elementsbetween continental margins and the open ocean) hasbeen emphasized as a key process in the oceanic cycle ofneodymium (Nd) (Lacan and Jeandel, 2005a). Here, we usea regional eddy-permitting resolution Ocean General CirculationModel (1/4) of the North Atlantic basin to simulatethe distribution of the Nd isotopic composition, consideringBE as the only source. Results show good agreementwith the data, confirming previous results obtained using thesame parameterization of the source in a coarse resolutionglobal model (Arsouze et al., 2007), and therefore the majorcontrol played by the BE processes in the Nd cycle onthe regional scale. We quantified the exchange rate of theBE, and found that the time needed for the continental marginsto significantly imprint the chemical composition of thesurrounding seawater (further referred as characteristic exchangetime) is of the order of 0.2 years. However, thetimescale of the BE may be subject to large variations as avery short exchange time (a few days) is needed to reproducethe highly negative values of surface waters in the LabradorSea, whereas a longer one (up to 0.5 years) is required tosimulate the radiogenic influence of basaltic margins and distinguishthe negative isotopic signatures of North AtlanticDeep Water from the more radiogenic southern origin watermasses. This likely represents geographical variations inerosion fluxes and the subsequent particle load onto the continentalmargins. Although the parameterization of the BEis the same in both configurations of the model, the characteristicexchange time in the eddy-permitting configuration issignificantly lower than the previous evaluations using a lowresolution configuration (6 months to 10 years), but howeverin agreement with the available seawater Nd isotope data.This results highlights the importance of the model dynamicsin simulating the BE process