CO2 and N2O dynamics in the ocean-sea ice-atmosphere system

• Main Author: Kotovitch, Marie
• Other Authors: Tison, Jean-Louis, Delille, Bruno, Borges, Alberto V, Chou, Lei, Dehairs, Frank, Zhan, Liyang L.Z.
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: Universite Libre de Bruxelles 2019
• Subjects: Glaciologie; Océanographie physique et chimique; Océanographie biologique; Sea ice; CO2; N2O; Retour; Antarc*; Antarctique*; Arctique*
• Online Access: http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/293092; https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/293092/4/TableofcontentMK.pdf; https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/293092/3/journal.elementa.000112.pdf; https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/293092/6/ContratDiKotovitch.pdf; https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/293092/5/PhD.THESIS.Final.pdf

La glace de mer, principalement située dans les régions polaires, est un milieu sensible au réchauffement climatique, et de manière accentuée en Arctique où la réduction significative de l’étendue et de l’épaisseur de la glace de mer sont actuellement en cours. Ce réchauffement est causé par des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l’oxyde nitreux (N2O), dont les concentrations augmentent avec l’industrialisation. Ces mêmes gaz sont par ailleurs incorporés dans les saumures liquides et les poches gazeuses de la glace de mer, et par conséquent, leurs concentrations se trouvent affectées par les fluctuations biogéochimiques de la glace de mer. L’objectif de cette thèse est d’étudier la dynamique de deux de ces gaz biologiquement actifs – le CO2 et le N2O – au sein de la glace de mer et aux interfaces avec l’océan et l’atmosphère.La dynamique du CO2 a été étudiée lors d’une expérience sur de la glace de mer artificielle présentant deux types de mésocosmes :l’un rempli avec de l’eau de mer (SW), l’autre rempli avec un mélange d’eau de mer et de rivière (SWR). L’addition d’eau de rivière a presque doublé la concentration en carbone organique dissous (DOC) dans le SWR, affectant la pression partielle en CO2 (pCO2). Cette expérience confirme d’autres études montrant que la pCO2 mesurée dans les saumures de la glace de mer est plus élevée en Arctique qu’en Antarctique. En effet, l’Océan Arctique a un contenu en DOC plus important ;une plus grande concentration en DOC dans l’eau de mer mène à une plus grande incorporation de DOC dans la glace de mer lors de sa formation, renforçant la respiration bactérienne qui, en retour, augmente la pCO2 dans la glace. Lors de cette même expérience, des mesures en continu de flux de CO2 air–glace ont été réalisées, de la formation à la fonte de la glace de mer. Le refroidissement de l’eau de mer a d’abord agi comme un puits de CO2 pour l’atmosphère, une situation qui s’est inversée lors de la formation des premiers cristaux de glace, devenant ...