La Méditerranée en pleine mutation

Laurent COPPOLA, CNAP OOV

Visite INSU 28 Aout 2007 - Observatoire de Villefranche-sur-mer

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Modèle réduit de l'océan mondial:

• Mer quasi-fermée avec court temps de résidence• Proximité et importance des échanges entre des sous-systèmes (continents-océan, côte-large, Mer Noire et Océan Atlantique)• Forte pression anthropique avec déséquilibres saisonniers• Forte sensibilité de la dynamique thermohaline au changement climatique

• La Méditerranée en surface est observée en permanence par des satellites (e.g. couleur de l’eau, SST, …) permettant le suivi régulier et sur le long terme de cette mer … mais pas suffisant• Besoin de mesures in situ régulières pour observer l’évolution de la colonne d’eau

L’observation en Méditerranée

Mer Ligure (site DYFAMED) observée depuis 1962 • Zone hauturière (30 miles des côtes et 2300m de fond)• Circulation permanente de type cyclonique et présence d’un front hydrologique• Site protégé des apports latéraux → modèle 1D en première approximation• Plongée hivernale d’eau dense dans la zone centrale• Série temporelle de plus de 20 ans: paramètres hydrologique et biogéochimique• Mesures atmosphériques au Cap Ferrat depuis 1986

Cap Ferrat

• Une des zones les plus productives → contraste saisonnier bien marqué (hydrologie et biogéochimie)

Moyenne annuelle de biomasse algale sept97-dec01 (Bosc et al., 2004)

Comparaison données Chla Seawifs vs in situ sept97-dec01 (Bosc et al., 2004)

Permet de calibrer les données couleur de la mer mesurées par satellites (BOUSSOLE, D. Antoine)

Observation d’un lent réchauffement des eaux profondes (au-delà de 2000m) d’environ cinq millièmes de degré par an, soit un peu plus de deux dixièmes de degrés sur cinquante ans

Hiver 2005-2006, réchauffement rapide de un demi degré en moins d’un mois

Réchauffement des eaux profondes au site DYFAMED (Bethoux, Marty, Chiaverini, Taillez)

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Même scenario pour la salinité:

Cinquante dernières années, augmentation régulière de la salinité mais, durant l’hiver 2005-2006, une brusque augmentation de près de cinq centièmes

Il faudra encore quelques années de mesures systématiques pour s’assurer qu’il ne s’agit pas d’un simple accident !

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Augmentation de la biomasse (TChla) de 1991-2004 (Marty et al., 2002)

Lié a l’augmentation des petites espèces (flagelles et pico-phytoplancton) avec faible taux d’export de matière → export de carbone biogène diminuerait ? Efficacité d’export ?

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• En mer Méditerranée Occidentale, le phosphate est un facteur limitant pour la croissance du phytoplancton et des bactéries (e.g., Zweifel et al., 1993; Egge, 1998; Mostajir et al., 1998; Guerzoni et al., 1999;...; Moutin and Raimbault, 2002; Tanaka and Rassoulzadegan, 2002; Van Wambeke et al., 2002)

• La série 1991–1999 indique qu’il y a un changement probable d’une N-limitation en hiver vers une P-limitation en été (Marty et al., 2002)

Ecosystème «Low Nutrients and Low Chlorophyll» (LNLC)

Evolution des apports atmosphériques ? (Guieu, Migon)

• Deux types d’apports et stratification de la colonne d’eau bien marquée → impact sur processus production et export

• Emissions de Pb a diminue depuis 1986. Même tendance pour le Cd

• Augmentation des feux de biomasse? Poussières sahariennes?

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enrichissement progressif de la couche mélangée de surface

entre Mai et Octobre

Feb. 04 Feb. 05

DFe (nM)

Variabilite saisonniere du DFe dans la colonne d'eau 0-40 m (Bonnet & Guieu, JGR 2006)

→ DFe: 56% anthropique et 44% saharien

Intérêts d’étudier le phénomène de fertilisation

La pompe biologiqueLa pompe biologique

• conditionne l’export du carbone organique• beaucoup d’inconnues avec impacts positif (augmentation pêche) ou négatif (abondance d’algues)

→ Impact des apports sur la pompe biologique et le CO2

Evolution de l’export de matière a 1000m (Miquel et al.)

• Flux de masse augmente en février (mélange vertical), maximum au printemps (bloom) et faible en automne• Augmentation très nette du flux de masse de 1987-2006 (POC quasi-constant)

La longue série temporelle de 20 ans a permis d’observer:

Réchauffement rapide du fond de la colonne d’eau depuis 2005

Changement de populations planctoniques

Diminution des émissions de Pb, Cd atmosphérique

Augmentation de l’export vertical de matière a 1000m

Evolution de la séquestration du CO2…voir expose C. Goyet

Evolution de la Méditerranée