DYNAPROC - Apr. 30 -> june 2nd 1995
N/O Le Suroit, 30
avril - 2 juin 1995, N/O Téthys-II
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Project Leader : V.
ANDERSEN
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Goals( ) |
Cruise Plan( )
| Cruise Track
| Sampling stratégy ( )
| Stations | Publications
| Results ( )
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Etude des processus physiques, chimiques et
biologiques qui contrôlent
le flux vertical de matière organique particulaire à l'échelle
de quelques heures à quelques jours
- Etude de la variation journalière de la biomasse
phytoplanctonique et des paramètres physiques et
chimiques associés,
- Caractérisation des processus autotrophes et
hétérotrophes à l'échelle de quelques heures,
- Etude de l'influence des coups de vent sur la dynamique
du système biologique.
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Le
site principal d’observation ( ,
Point Central) a été déterminé après l’exploration d’une
radiale ( ) en début de
campagne. Il correspond à la station permanente DYFAMED, située dans
la zone centrale de la mer Ligure.
Les données hydrologiques
d’un réseau de 16 stations satellites (x) exploré à plusieurs
reprises et les enregistrements ADCP au Point Central (PC) et sur les
trajets côte-PC ont montré que, durant toute la campagne, le Point
Central était bien en dehors du courant Ligure et que les masses
d’eau observées n’ont pas été soumises à des advections
horizontales importantes.
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Pour atteindre les 3 objectifs, les mêmes expériences
devaient être réalisées avant et après coup de vent.
Similarité des parties 1 et 3, similarité des parties 2 et 4.
Partie 1 |
30 avril-10
mai 95 |
V. Andersen |
Le Suroit |
Partie 2 |
10 - 18 mai 95 |
V. Andersen / C.
Descolas-Gros |
Le Suroit / Téthys II |
Partie 3 |
18 - 26 mai 95 |
V. Andersen |
Le Suroit |
Partie 4 |
26 mai - 2 juin 95 |
V. Andersen / C. Descolas-Gros |
Le Suroit / Téthys II |
Début et fin de campagne |
J.C. Miquel |
Téthys II |
Piège fixe |
Mesures |
part.1 |
part.2 |
part.3 |
part.4 |
Hydrologie Radiale
de 8 stations pour déterminer le point central
Exploration de 16 stations satellites pour
situer le point central, dans le contexte hydrologique,
le recaler avec les structures profondes et apprécier
les gradients horizontaux
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Suivi en continu Description
à haute fréquence et en continu sur plusieurs jours de
la variation de la biomasse phytolanctonique et des
paramètres physiques et chimiques associés.
profil continu (0-200 m) toutes les
2 heures pendant deux périodes de 96 heures avec le SHET (T,
conductivité, pCO2, pH, O2, sels nutritifs, ..)
prélèvements discrets dans la
colonne d'eau :
a 0-200 m (pigments
phytoplanctoniques, COP, composés soufrés)
à 0-1100 m (sels
nutritifs, alcalinité, colloïdes)
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Biologie en station
longue durée (Suroit et Téthys) Caractérisation
à courte échelle de temps (fréquence de 4 à 12 h) des
processus autotrophes et hétérotrophes qui peuvent
influencer le flux vertical de matière dont la
composition et la qualité étaient fournies par des
pièges à sédiments bactériens.
structure hydrologique et
chimique : profils CTD-rosette 0-500m et 0-1100 m
(sels nutritifs)
production primaire :
profils avec le système LET GO
processus autotrophes et
hétérotrophes dans la colonne d'eau 0-200 m :
études réalisées simultanément sur le Suroit et le
Téthys II sur la base de deux cycles de 36 heures par
partie, avec des mesures toutes les 4 à 12 heures et en
1 à 12 niveaux selon les paramètres et processus.
(pigments phytoplanctoniques, assimilation du carbone
inorganique, photorespiration, biomasse et processus
bacteriens, COD, boucle microbienne, etc)
Méso - et macroplancton -
Micronecton : différents moyens ont été
utilisés, de jour et de nuit : filet à nappes Bioness
et profileur vidéo marin (1-1000 m), traits de filet VFPR
et WP2 (0-200 m), bouteilles Niskin (0-130 m)
Processus dans la colonne
d'eau 0-1000 m et flux particulaire :
profils CTD-rosette
0-1100m ;
profileur vidéo pour
étude des particules en suspension de 100 à
2000 µm ;
piège dérivant de type
PPS5 vers 200m de profondeur avec un pas de temps
de 4 heures (synchrone avec le cycle de
prélèvements de 36 heures)
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Géochimie de la
colonne d'eau et flux particulaire mesures du 234Th et du 228Th
(0-1000m) tout au long de la campagne , avec un pas de temps de 1 à 7 jours
la ligne
permanente de pièges à sédiment DYFAMED
(pièges à 200 et 1000 m) a été mouillée du 6 mai au
1er juin, soit pratiquement pendant toute la
durée de DYNAPROC avec un pas d'échantillonnage de 24 heures (21 godets) ou 48 heures (3 godets)
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Paramètres
météorologiques - courantométrie Doppler enregistrements du courantomètre
Doppler (ADCP RDI 150 kHz) dont était équipé le Suroit
utilisation d'une station
météorologique LEADER (cadence d'acquisition des
paramètres de l'ordre de quelques minutes)
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Au site principal la stratégie
d'échantillonnage comprenait :
- des profils continus multiparamétriques avec le SHET
(Système Hydro-Electrique Tracté), toutes les 2 heures
pendant deux périodes de 96 heures environ dans la
couche superficielle (0-200m),
- à des échelles de temps de 4 à 12 heures : étude des
processus autotrophes et hétérotrophes (assimilation du
carbone inorganique, production primaire, activités
bactériennes, migration verticale du zooplancton,
), détermination des distributions verticales des
organismes hétérotrophes et des particules en
suspension, mesures quantitatives et qualitatives du flux
de matière.
- L'échantillonnage a été réalisé au moyen de
CTD-rosettes, de pompes in situ , de divers filets
à plancton, d'un profileur vidéo, de pièges à
sédiment dérivants,
Travaux réalisés :
- Réseau de 16 stations satellites : exploré quatre fois
- Radiale de 7 stations : exploré une fois
- Station au large : exploré une fois
- 233 profils bathysonde
- 94 profils SHET
- 32 palanquées de bouteilles Niskin et Go-flo
- 40 immersions du profileur video
- 40 immersions des pompes in situ
- 15 traits de filet à nappes
- 15 traits de filet VFPR
- 21 traits de filet WP2
- 33 opérations de mouillage ou relevage (piège dérivant
et lignes de production primaire)
- mouillage et relevage de la ligne permanente de pièges
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Effets
de deux types de coups de vent
Evolution
temporelle, au Point Central d’observation, de la
vitesse du vent et de la pression atmosphérique
(a), de la température (b), des nitrates (c) et de
la chlorophylle a (d) entre 0 et 60 m
Les
périodes sans données au Point Central
correspondent aux explorations du réseau de
stations satellites et aux escales entre les 4
parties de la campagne. A, B : périodes des coups
de vent A et B. Les flèches indiquent les dates
des mesures : pour la température et la
fluorescence, 121 profils CTD ; pour les nitrates,
45 et 49 profils SHET pendant les parties 1 et 3
respectivement, profils CTD-rosette pendant les
parties 2 et 4.
Chlorophylle a (mg m-3)
= 1,276 Fluo (unité relative).
(d’après
Andersen & Prieur, 2000) |

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Le premier
coup de vent (événement A), associé à un
système dépressionnaire, a provoqué un mélange
vertical des eaux de surface et aussi une advection
verticale d’eaux profondes plus froides par un
pompage d’Ekman. Cette advection se traduit par
une remontée de nitrates profonds et du pic de
phytoplancton vers les couches superficielles.
Malgré l’apport significatif de sels nutritifs
dans la couche euphotique, la biomasse
phytoplanctonique ne s’est pas accrue, bien au
contraire. Par contre, le coup de vent B a
engendré un mélange vertical typique, avec un
approfondissement de la couche de mélange et un
apport de sels nutritifs dans les couches de
surface. Suite à cet événement, le phytoplancton
présentait une biomasse plus élevée et la plus
forte valeur de production primaire mesurée
pendant la campagne. Ce nouvel enrichissement en
sels nutritifs n’aurait pas pu avoir lieu sans le
pompage qui est intervenu une dizaine de jours
avant et qui a amené la forte pycnocline et la
nitracline ensemble près de la surface. Dans
cette région, pendant la période post-floraison,
le mélange induit par le vent n’apparaîtrait
pas seul suffisant pour stimuler la production
primaire. Des processus successifs plus complexes,
tels qu’une advection verticale ascendante suivie
de mélanges turbulents, sont nécessaires.
L’impact
de ces coups de vent s’est aussi fait sentir sur
l’évolution d’autres paramètres et processus,
tels que la composition et la distribution
verticale du phytoplancton et du zooplancton, la
production communautaire nette et le rapport d’utilisation
entre le carbone, l’azote et l’oxygène, et l’amplitude
et la composition du flux vertical de matière
(Copin-Montégut, 2000; Goutx et al., 2000;
Vidussi et al., 2000; Andersen et al.,
2001a, b).
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De
la mésotrophie à l’oligotrophie
Ces
observations à haute fréquence sur une période d’un
mois ont aussi permis de saisir le passage de la
mésotrophie à l’oligotrophie, passage qui se fait
en mai dans cette région en raison de l’établissement
de la stratification saisonnière. |
MESOTROPHIE
---------->
OLIGOTROPHIE |
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Représentation
schématique de l’écosystème pélagique
observé lors du passage de la mésotrophie à l’oligotrophie
en mai 1995 en mer Ligure (campagne DYNAPROC) |
Divers
indices ont révélé cette transition. Au cours de la
période d’observation, les biomasses phyto- et
zooplanctoniques ont nettement diminuées. Le changement de
composition du phytoplancton (diminution des diatomées,
augmentation des cyanobactéries) a entraîné un
changement de structure du zooplancton (dominance des
salpes au début, proportion croissante de carnivores) et
une augmentation des ciliés, acteurs principaux du réseau
microbien (Pérez et al., 2000; Vidussi et al.,
2000; Andersen et al., 2001a). Diverses techniques
de mesure ont montré une forte diminution du flux exporté
de carbone organique particulaire et du stock de particules
en suspension, parallèlement à une augmentation du temps
de résidence des particules dans la couche euphotique
(Schmidt et al., 1997; Goutx et al., 2000;
Stemmann et al., 2000). La transition vers l’oligotrophie
a aussi été marquée par un changement de l’élément
nutritif limitant la croissance du phytoplancton : nitrate
puis phosphate pendant les quinze derniers jours

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Exemples
d’indices de la transition de la
mésotrophie vers l’oligotrophie observée
lors de la campagne au cours du mois de mai
1995
[1]
Vidussi et al., 2000; [2] Pérez et
al., 2000; [3] Andersen et al.,
2001a; [4] Stemmann et al., 2000; [5]
Goutx et al., 2000.
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Les résultats
de cette campagne ont également mis en évidence des variations nycthémérales,
non seulement au niveau des distributions verticales des organismes
zooplanctoniques (ciliés, méso- et macroplancton) et des particules en
suspension, mais aussi au niveau des stocks (chlorophylle a,
cyanobactéries) et des flux verticaux (carbone organique particulaire,
traceurs lipidiques) (Belviso et al., 2000; Denis et al.,
2000; Goutx et al., 2000; Pérez et al., 2000; Stemmann et
al., 2000; Andersen et al., 2001b).
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