Plan d’implementation MERMeX

Types de travaux envisagés

Modélisation, Expérimentation

Réflexions en cours sur des expériences couplées avec HYMeX, CHARMeX et MOOSE en

Méditerranée Nord-Occidentale

MERMeX

Dissolved Organic matter

Habitats/ Pêche

Pollution/Contaminants

Apports en sels nutritifs et rapports stoichiometriques

Forçages anthropiques

Forçages climatiques

Temperature/Acidification

Circulation/ Stratification

Rayonnement

Evénements extrèmes

Bacteria/Virus

Nutrients

MammalsFish

Zoo-organisms Phyto-organisms

Contexte de la modélisation

Modèle : capacité d’intégration et de mise en cohérence des observations suivant un continuum côte-large, pélagos-benthos

Réponse des écosystèmes marins suivant différents scenarios (mise en évidence d’interactions antagonistes entre forçages, d’effet de seuil, etc…)

Pré-requis : capacité des modèles à reproduire les caractéristiques et la variabilité (épisodes et tendances) actuelles des écosystèmes

MERMeX Travaux de modélisation envisagés

Ocean circulation

model

Sediment transport

model

Benthic biogeochemical

model

Pelagic biogochemical

model

Couplage de modèles (physique, chimie, biologie, sédimentologie)

Besoins en mesures pour la description et la paramétrisation des processus, et la validation des modèles car mesures existantes fragmentaires

Types de mesure : Courants, T/S, Turbidité, Sels Nutritifs, Pigments, Cytométrie, O2/pCO2/CT/AT, DOM/POM, Contaminants, Bactérie, Biodiversité, Production primaire….

Nombreux verrous et développements nécessaires dans les compartiments pélagiques, benthiques et sédimentaires

MERMeX Principaux verrous

Planktonic biogochemical

model

Description de la diversité fonctionnelle

Photochimie de la matière organique

Propriété adaptative du plancton, Processus mixotrophiques

Fixation du N2 , Production du DMS

Upper trophiclevel model

Réponse des organismes aux conditions environnementales

Migrations ontogéniques et journalières

Introduction des contaminants organiques et inorganiques

Interaction entre bacterie/virus/phytoplancton et niveaux trophiques supérieurs

Modèles end-to-end jusqu’aux pêcheries

MERMeX

Diagenèse (minéralisation de la matière organique)Apport discontinu de matière organiqueCouplage avec la resuspensionRôle de la faune benthique (bioturbation)

Introduction des contaminants organiques et inorganiques

Benthic biogeochemical

model

ConsolidationAgrégation / désagrégation des particules en suspension

Sediment transport

model

Principaux verrous

Travaux expérimentaux envisagés

1. Variabilité temporelle sur le long terme (stratégie concertée avec HYMeX et CHARMeX en Méditerranée Nord-Occidentale)

Etude la variabilité saisonnière et interannuelle des principaux forçages (hydrodynamique, température, rayonnement solaire, rapport stoechiométriques, contaminants…) sur les caractéristiques biogéochimiques et écosystémiques en des sites clés représentatifs d’environnements marins côtiers et hauturiers

MERMeX

Exemples du projet MOOSE (stations et radiales gliders) et flotteurs profileur ARGO en Méditerranée Nord-Occidentale

MERMeX

2. Variabilité spatiale à moyenne et large échelles

Evaluation de la distribution des éléments biogéochimiques et de la variabilité saisonnière des stocks. Etude à l’échelle d’écorégions

Période de convection hivernale et de bloom printanier

Période estivale stratifiée et oligotrophe

Période automnale de pluie et crues intenses (impact littoral et côtier)

Exemple d’écorégions basées sur la variabilité annuelle de la concentration relative en chlorophylle de surface

Travaux expérimentaux envisagés

Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mar Avr Mai Jun

MERMeX

3. Etudes de processus

Etude en mésocosmes, chémostats de la réponse des écosystèmes à des variations contrôlées de différents facteurs forçants (nutriments, rayonnement, température, pCO2…) et de leurs interactions.

Exemple d’étude en mésocosmes sur la réponse de la production planctonique à la fertilisation par des poussières atmosphériques (enrichissement en fer)

Travaux expérimentaux envisagés

MERMeX

3. Etudes de processus

Campagnes en mer pour l’étude de processus spécifiques couplant différents compartiments et forçages

Campagnes en mer pour étudier la réponse d’un écosystème après un événement extrême

Exemple de l’impact des apports fluviaux, de la convection hivernale et la formation d’eau dense dans la zone côtière influençant à la fois la production phyto-planctonique, la dynamique sédimentaire et l’exportation d’eau et de sédiment

Chl de surface

Densitéet

Courant de fond

Erosion/dépôt de sédiment

Travaux expérimentaux envisagés

MERMeX

Couplage avec MOOSELOP

2010S

ep/O

ct

Sep

/Oct

Mar

/Avr 2020

SOP

Variabilité spatiale saisonnière (SOP) : Phasage crucial avec campagnes de la SOP HYMeX, qui étudieront les conditions physiques affectant les échanges d’eau et d’énergie entre le continent, l’atmosphère et l’océan (3 campagnes avec 2 navires hauturiers). Période hivernale de convection/ bloom printanier, Période automnale stratifiée oligotrophe.

Variabilité temporelle sur le long terme (LOP): Observations de paramètres de base sur la physique, chimie et biologie du domaine marin (forte interaction avec MOOSE)

Campagnes spatialescouplées HYMeX/MERMeX

Calendrier préliminaire (Med. Nord-Occidentale)

Campagne MERMeX/GEOTRACES

Campagnes/Expériences

pré-MERMeX

2011-12