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Bilan annuel

Cette figure montre que les échanges de carbone, sous forme de gaz carbonique (CO2) entre l'atmosphère et les océans sont dominés par la photosynthèse des organismes phytoplanctoniques qui incorporent le CO2 dans leurs tissus et par la respiration/dégradation qui, au contraire, libère le CO2 et le retourne dans le milieu. Contrairement à la production primaire qui ne s'effectue que dans les eaux de surface, la respiration quant à elle, peut avoir lieu à toutes les profondeurs et même dans les sédiments.

Flux en gramme de carbone par mètre carré et par année (g C m-2 an-1)

Échanges de carbone


 

Il apparaît que 90 % du carbone fixé par le phytoplancton est reminéralisé ou transporté horizontalement dans les premiers 100-150m de la colonne d'eau. Le carbone libéré dans cette couche superficielle peut rapidement retourner dans l'atmosphère. La libération du carbone dans cette couche n'a donc aucun impact sur la composition de l'atmosphère et le climat. En fait, seulement 10 % du carbone se rend dans les eaux profondes où il peut être emprisonné pour des décennies. C'est cette séquestration qui affecte les échanges de CO2 entre l'océan et l'atmosphère.

La figure montre également qu'une fraction importante du carbone organique produit en surface demeure indéterminée. En effet, le carbone qui sort de la couche euphotique est beaucoup plus important que les valeurs mesurées par les scientifiques lors de missions en mer. Nous ne savons pas quelle proportion de ce carbone manquant est reminéralisée dans la couche intermédiaire froide ou exportée horizontalement avec les courants de surface, ou encore consommée par les échelons trophiques supérieurs.

Comme le montre ce modèle simplifié, la production phytoplanctonique peut emprunter deux voies de circulation. La première voie passe par le réseau microbien composé de phytoplancton de petite taille (< 5 µm de diamètre), de bactéries et de protozoaires, puis par le zooplancton. Ce type de réseau est très efficace pour recycler et retenir le carbone dans les eaux de surface. Nous l'avons observé surtout pendant l'été et l'automne. La deuxième voie passe par la sédimentation rapide du phytoplancton de grande taille (> 5 µm de diamètre, surtout des diatomées), principalement durant les blooms printaniers et/ou par la consommation massive de ce phytoplancton par le zooplancton. Ce type de réseau aboutit plus rapidement à une quantité importante de matière organique qui est exportée vers les grandes profondeurs marines via la sédimentation des excréments par exemple. Il est observé au début de l'hiver et au printemps. Même s'il existe des différences saisonnières dans l'importance de ces deux types de réseau trophique, il semble bien que le transfert de la production phytoplanctonique à travers le réseau microbien domine sur une échelle annuelle dans le golfe du Saint-Laurent.