Le lundi 19 avril 2021,  Fanny VAN DER LINDEN présentera l'examen en vue de l’obtention du grade académique de Docteur en Sciences (Collège de doctorat en Océanographie) sous la direction de Bruno DELILLE et Jean-Louis TISON (Co-tutelle avec l’Université Libre de Bruxelles) .

Cette épreuve consistera en la défense publique d’une dissertation intitulée :

« Autumn to spring inorganic carbon processes in pack and landfast sea ice in the Ross Sea, Antarctica ».

Résumé

La Mer de Ross, la mer la plus méridionale du globe, présente de nombreuses caractéristiques emblématiques des mers polaires : zones de formation d’eaux profondes, un niveau élevé de production primaire en été, des plateformes de glace flottante, un cycle annuel de croissance et décroissance de la banquise, des polynies et des vents catabatiques. La glace de mer dans le Détroit de McMurdo (en Mer de Ross occidentale) est par ailleurs l’un des environnements marins les plus productifs. Pourtant, à ce jour, ni la dynamiques du carbone inorganique au sein de la glace de mer, ni les flux de CO₂ qui en découlent n’y ont été documentés.

Deux suivis ont été menés en Mer de Ross occidentale afin de combler un déficit critique dans notre compréhension actuelle de la glace de mer: les processus automnaux et hivernaux. Le projet YROSIAE visait à étudier la glace de mer côtière de la fin de l'hiver à l'été. Le projet PIPERS, mené en mer en automne, était une occasion unique d'étudier les premiers stades de la formation de la glace de mer (dans les polynies) et la glace dérivante consolidée.

À la croisée de ces deux suivis, ce travail vise à (i) examiner la dynamique du pCO₂ au sein de la glace de mer côtière de la fin de l'hiver à l'été, (ii) étudier les variations saisonnières (source vs puits) et diurnes des flux de CO₂ à la surface de la glace, (iii) évaluer l’impact des processus physiques et biogéochimiques sur la dynamique du carbone inorganique en fonction de la profondeur, et (iv) évaluer la précipitation de carbonate de calcium en automne et au printemps.

Les flux de CO₂ ont été mesurés à l'aide de cloches automatiques en automne, à la fin de l'hiver et au printemps, dans les eaux de surface, au-dessus de la glace de frasil, de la glace non consolidée et de la glace consolidée de première année. Ces nouvelles données automnales et hivernales sont cruciales pour établir un bilan annuel des flux air-glace de CO₂ et évaluer l'influence à grande échelle de ces flux sur l'absorption annuelle de CO₂ par les océans polaires. Nos résultats confirment que la glace de mer agit comme une source de CO₂ pour l'atmosphère pendant la croissance de la glace, avec des flux plus importants durant les premiers stades de la formation de la glace, et qu’elle devient progressivement un puits de CO₂ au printemps. À la fin du printemps, des variations journalières dans les flux de CO₂ ont été observées et potentiellement attribuées aux cycles de gel-dégel des couches de glace superficielles ou aux changements journaliers de la production communautaire nette. Le manteau neigeux joue également un rôle complexe dans les échanges de CO₂ et ne peut plus être considéré comme un réservoir inerte situé à la surface de la glace de mer.

Les principales caractéristiques de la distribution verticale du DIC normalisé (DIC₃₅) au sein de la glace sont : (i) une diminution marquée en surface de l'automne au printemps liée au rejet de CO₂ vers l'atmosphère, (ii) un enrichissement en gaz par formation de bulles en dessous ou au sein des couches imperméables et (iii) un enrichissement initial en DIC₃₅ à la base de la glace qui disparaît au printemps lorsque survient le pic saisonnier de biomasse.

À la base de la glace de mer côtière, au printemps, un assemblage particulier de microorganismes, le biofilm, a conduit à une accumulation importante de biomasse associée, contre toute attente, à une accumulation de nutriments. La formation de biofilm pourrait également favoriser la précipitation du carbonate de calcium. Cependant, autant dans la jeune glace dérivante que dans la glace côtière froide au début du printemps, des précipitations limitées de carbonate de calcium ont été observées. Cela suggère que la précipitation de carbonate de calcium n’est pas un phénomène omniprésent dans la glace de mer antarctique en hiver et en automne. La comparaison des mesures de précipitation de carbonate de calcium et de pCO₂ suggère que la précipitation de carbonate de calcium est plutôt contrôlée par le pCO₂ que par la température.

Le Jury sera composé de :

M. A. BORGES (Président), MM. S. ACKLEY (University of Texas at San Antonio), B. DELILLE (Promoteur), F. FRIPIAT (ULB) (Secrétaire), D. NOMURA (Hokkaido University), J.-L. TISON (ULB) (Promoteur).

En raison de l’épidémie du coronavirus, cette défense de thèse se fera en visioconférence via Lifesize.
Le lien public pour accéder à la défense est :

Adresse : https://call.lifesizecloud.com/5919884