Vertical eddy iron fluxes support primary production in the open Southern Ocean

• Published in: Nature Communications
• Main Authors: Uchida, Takaya, Balwada, Dhruv, Abernathey, Ryan P., Mckinley, Galen A., Smith, K. Shafer, Lévy, Marina
• Other Authors: Department of Earth and Environmental Sciences New York, Columbia University New York, Courant Institute of Mathematical Sciences New York (CIMS), New York University New York (NYU), NYU System (NYU)-NYU System (NYU), Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2020
• Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; Southern Ocean
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03003429; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03003429/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03003429/file/s41467-020-14955-0.pdf; https://doi.org/10.1038/s41467-020-14955-0

International audience The primary productivity of the Southern Ocean ecosystem is limited by iron availability. Away from benthic and aeolian sources, iron reaches phytoplankton primarily when iron-rich subsurface waters enter the euphotic zone. Here, eddy-resolving physical/biogeochemical simulations of a seasonally-forced, open-Southern-Ocean ecosystem reveal that mesoscale and submesoscale isopycnal stirring effects a cross-mixed-layer-base transport of iron that sustains primary productivity. The eddy-driven iron supply and consequently productivity increase with model resolution. We show the eddy flux can be represented by specific well-tuned eddy parametrizations. Since eddy mixing rates are sensitive to wind forcing and large-scale hydrographic changes, these findings suggest a new mechanism for modulating the Southern Ocean biological pump on climate timescales.