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Principales voies d'exportation de la matière organique depuis la zone euphotique, dans le secteur canadien de la mer de Beaufort, à l'été 2008

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Sallon, Amélie (2011). Principales voies d'exportation de la matière organique depuis la zone euphotique, dans le secteur canadien de la mer de Beaufort, à l'été 2008. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 89 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: L'exceptionnel déclin de l'étendue de glace de mer observé en 2007-2008,
l'augmentation du débit des rivières arctiques, de la fréquence et de l'intensité des
tempêtes, le réchauffement des eaux de surface et la fonte du pergélisol sont des indices du
réchauffement global dans l'océan Arctique. Ces changements soulignent la nécessité
d'approfondir notre compréhension du cycle du carbone biogénique et des voies de
transfert de la matière et de l'énergie sur les plateaux arctiques et d'étudier leurs impacts
sur le fonctionnement de l'écosystème marin arctique. L'objectif central de ce travail était
d'étudier les principales voies d'exportation de la matière organique depuis la zone
euphotique dans le secteur canadien de la mer de Beaufort durant l'été 2008. Les objectifs
spécifiques étaient : (1) de caractériser les patrons spatiaux et temporels de l'amplitude et
de la composition de la matière organique particulaire exportée depuis la zone euphotique
et d'évaluer les récents changements par rapport aux observations passées dans cette même
zone, et (2) d'identifier les sources de la matière organique en sédimentation (allochtone vs
autochtone) dans la zone d'étude. Pour ce faire, la production phytoplanctonique des
cellules de grande (2: 5 !-lm) et de petite (0,7-5 !-lm) taille a été mesurée à sept profondeurs
dans la zone euphotique au moyen du traceur isotopique 14c. Les flux verticaux du matériel
particulaire ont été déterminés à l'aide de pièges à particules dérivants, déployés sous la
zone euphotique à 100 m de profondeur, en moyenne pendant 18 ± 8 h. Au cours de cette
étude, la production primaire était exceptionnellement élevée et dominée par des cellules de
grande taille (> 5 !-lm). Cette forte production serait attribuable au retrait précoce de la glace
de mer combiné à des évènements d'upwellings côtiers qui ont enrichi les eaux de surface
en nutriments. Cependant, à l'exception d'une station située au nord du cap Bathurst,
les flux verticaux de carbone organique par ticulaire (COP) sont demeurés faibles par
rapport aux autres plateaux arctiques. Malgré une contribution élevée des substances
exopolymériques (EPS) aux flux de COP, les EPS ne semblent pas avoir favorisé l'export
des particules vers le benthos. L'utilisation des signatures isotopiques (8 13 C et 815N) et des
ratios carbone:azote afin d'identifier les sources du matériel en sédimentation n'a été
fructueuse qu'à deux stations caractérisées par une forte signature marine ou terrestre. Nos
données suggèrent qu'en moyenne 81 ± 47% de la production primaire journalière a été
recyclée avant d'atteindre 100 m de profondeur et, par conséquent, qu'une faible fraction
de la production primaire a été exportée vers le benthos. Les résultats de notre étude
mettent en évidence le rôle prépondérant des processus de recyclage, à travers le broutage
du mésozooplancton (<< top-down control», en anglais) et le réseau microbien, sur le
devenir de la production primaire dans le secteur canadien de la mer de Beaufort à l'été
2008. -- ABSTRACT: The exceptional decline in the sea ice extent observed in 2007-2008, the inerease
Arctic river discharge, the increase in frequency and intensity of storms, the sea surface
warming and the thawing of permafrost are all evidences of global warming in Arctic
Ocean. These changes stress the need to further our understanding of biogenic carbon
cycling and energy transfer pathways on Arctic shelves and to study the impact of the
recent intensification of environmental changes taking place in the Arctic. The overall
objective of this study was to investigate the main pathways of sinking export of organic
material from the euphotic zone in the Canadian Beaufort Sea, in summer 2008. Specific
objectives were to: (l ) characterize spatial and temporal patterns in the magnitude and
composition of particulate organic material exported from the euphotic zone and evaluate
recent changes with respect to previous observations in the same area, and (2) identify
sources of the sinking organic material (allochthonous vs autochthonous) in the study area.
Primary production rates of large (> 5 /lm) and small (0.7-5 /lm) cells were measured at
seven optical depths using the 14C-ass imilation method and the sinking export of organic
material was measured using short-term free-drifting particle interceptor traps deployed
below the euphotic zone at 100 m, during on mean 18 ± 8 h. The combined influence of
early ice retrieval and coastal upwelling supplying the surface layer in nutrients contributed
to exceptionally high primary production, dominated by large cells (> 5 /lm) in summer
2008. However, except for one station located north of Cape Bathurst, the sinking export of
particulate organic carbon (POC) was low compared to other Arctic shelves. Exopolymeric
substances were abundant in the sinking material but did not appear to accelerate POC
sinking export to the benthos. The use of isotopic signatures (8 13C, 815N) and
carbon:nitrogen ratios to identify sources of the sinking material was successful only at two
stations with a strong marine or terrestrial signature. Bulk estimates indicate that 81 ± 47%
of the primary production in the euphotic zone was recycled in the upper 100 m, and that
only a small fraction of primary production was exported to the benthos. This points to a
strong influence of recycling processes throughout mesozooplankton grazing (top-down
control) and microbial food web in shaping the sinking export and transfer of organic
material within the marine food web of the Canadian Beaufort Sea in summer 2008.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Michel, Christine
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Gosselin, Michel
Information complémentaire : Mémoire présenté à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de maîtrise en océanographie.
Mots-clés : Matiere Organique Carbone Particulaire Source Production Zone Euphotique Mer Beaufort Transfert Exportation
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 25 janv. 2013 19:14
Dernière modification : 25 janv. 2013 19:22
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/677

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