Early spring mesopelagic carbon remineralization and transfer efficiency in the naturally iron-fertilized Kerguelen area

• Published in: Biogeosciences
• Main Authors: Jacquet, S. H. M., Dehairs, Frank, Lefevre, A., Cavagna, Anne-Julie, Planchon, Frédéric, Christaki, Urania, Monin, L., André, Luc, Closset, Ivia, Cardinal, Damien
• Other Authors: Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Analytical, Environmental and Geo- Chemistry, Vrije Universiteit Brussel Bruxelles (VUB), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD France-Nord ), Royal Museum for Central Africa Tervuren (RMCA), Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), 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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), 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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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 Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), 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)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), ANR-10-BLAN-0614,KEOPS 2,Kerguelen : Comparaison plateau Ocean2(2010), European Project: 294146,EC:FP7:PEOPLE,FP7-PEOPLE-2011-CIG,MUSICC(2011)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2015
• Subjects: POLAR FRONT; DEEP; SEDIMENT; FLUX; ACL; PHYTOPLANKTON BLOOM; EXPORT PRODUCTION; TWILIGHT ZONE; SOUTHERN-OCEAN; SUSPENDED BARITE; PARTICLE EXPORT; [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography; [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean; Atmosphere; [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology; Kerguelen; Southern Ocean
• Online Access: https://hal.science/hal-01150899; https://hal.science/hal-01150899/document; https://hal.science/hal-01150899/file/bg-12-1713-2015.pdf; https://doi.org/10.5194/bg-12-1713-2015

International audience We report on the zonal variability of mesopelagic particulate organic carbon remineralization and deep carbon transfer potential during the Kerguelen Ocean and Plateau compared Study 2 expedition (KEOPS 2; October–November 2011) in an area of the polar front supporting recurrent massive blooms from natural Fe fertilization. Mesopelagic carbon remineralization (MR) was assessed using the excess, non-lithogenic particulate barium (Baxs) inventories in mesopelagic waters and compared with bacterial production (BP), surface primary production (PP) and export production (EP). Results for this early season study are compared with the results obtained during a previous study (2005; KEOPS 1) for the same area at a later stage of the phytoplankton bloom. Our results reveal the patchiness of the seasonal advancement and of the establishment of remineralization processes between the plateau (A3) and polar front sites during KEOPS 2. For the Kerguelen plateau (A3 site) we observe a similar functioning of the mesopelagic ecosystem during both seasons (spring and summer), with low and rather stable remineralization fluxes in the mesopelagic column (150–400 m). The shallow water column (~500 m), the lateral advection, the zooplankton grazing pressure and the pulsed nature of the particulate organic carbon (POC) transfer at A3 seem to drive the extent of MR processes on the plateau. For deeper stations (>2000 m) located on the margin, inside a polar front meander, as well as in the vicinity of the polar front, east of Kerguelen, remineralization in the upper 400 m in general represents a larger part of surface carbon export. However, when considering the upper 800 m, in some cases, the entire flux of exported carbon is remineralized. In the polar front meander, where successive stations form a time series, two successive events of particle transfer were evidenced by remineralization rates: a first mesopelagic and deep transfer from a past bloom before the cruise, and a second transfer expanding at ...