Variations diurnes de c p en Mer Ligure

1. Variations diurnes de cp en Mer Ligure Pierre Gernez (1,2), David Antoine (2), Yannick Huot (2) (1) Acri-ST, Sophia Antipolis (2) LOV, Equipe Optique Marine et Télédétection • Motivations • Présentation du site de mesure • Définition de la mesure • Résultats • Conclusion et perspectives Journées des Doctorants 6-8 Février 2008

2. 1. Motivations • La journée: échelle de temps fondamentale pour l’étude du phytoplancton. • La réponse du phytoplancton aux variations d’éclairement est influencée par • les facteurs environnementaux : température, disponibilité des nutriments, • éclairement moyen, durée et stabilité de la photopériode, etc. • En laboratoire: représentation schématique des conditions environnementales: • éclairement à lumière constante pendant le jour, • étude d’une seule espèce  Difficulté pour généraliser les résultats • Campagnes en mer: période d’échantillonnage limitée (temps, météo) • L’intervalle de temps entre les mesures n’est pas toujours suffisant Solution proposée: Mesures automatiques, à haute fréquence, sur un mouillage instrumenté • Objectifs : • Examiner les variations optiques associées à la réponse du phytoplancton • au cycle d’éclairement journalier. • Comparer et interpréter les résultats à des époques différentes, • en termes de régime trophique et de conditions environnementales.

3. 2. Le site de mesure Projet BOUSSOLE Site au large (2400m), bien ensoleillé, Courants faibles Mouillage instrumenté: Capteurs d’éclairement et transmissiomètres 1 mesure toutes les 15 minutes

4. E E exp- cz C’est une propiété optique inhérente. Elle est additive: c = cwater + cparticles + cdissolved matter cphyto + cnon-phyto z 3-1. Définition de cp coefficient d’atténuation particulaire (unités: m-1) Taille des particules échantillonnées par un transmissiomètre: entre 0.5 et 20 μm

5. 3-2. Qu’est ce qui fait varier cp? { x’ ; n } { x ; n’ } • cp dépend de: • La distribution de taille des particules • L’indice de réfraction • cp = N/V σg Qc(D, n) • cp = ∫ F(x) σg (x) Qc(x, n) dx { x ; n } { x’’ ; n’ } • Pendant le jour: augmentation • Croissance des cellules (↑D) • Fixation du carbone (↑n) entraînent une augmentation • Pendant la nuit: diminution • Respiration et perte du matériel cellulaire (↓n) • Approfondissement nocturne de la couche de mélange (↓Nombre) • Aggrégation des particules (↓ Nombre) • Diminution par du broutage par le zooplancton (↓ Nombre) • Division cellulaire (↓D et ↑Nombre )

6. 4-1. Résultats: Série temporelle 2007, à 4m de profondeur --- moyenne par jour--- mesure brute

7. 4-2. Résultats:Hiver 2007 --- cp--- éclairement

8. Caractérisation d’un cycle diurne cp Lcp Δcp δcp tsunrise tsunset time tmin tmax Δt le phasage du cycle Δcp amplitude de l’augmentation (croissance) Lcp pertes nocturnes δcp incrément (bilan)

9. 4-2. Résultats: Hiver 2007 δcp~ 0 Δcp (= Lcp) ~ 0.04 m-1 (20%) Tmin~ Tsunrise - 75 min Tmax~ Tsunset - 60 min Lcroissance~ 10 h (105 %)

10. 4-3. Résultats:Bloom 2007 δcp~ 0.04 m-1 Δcp~ 0.14 m-1 (80%) ΔLp~ - 0.06 m-1 (- 45%) Tmin~ Tsunrise - 45 min Tmax~ Tsunset - 75 min Lcroissance~ 12 h (95 %)

11. 4-4. Résultats:Eté 2007 δcp~ 0 Δcp (= Lcp) ~ 0.02 m-1 (50%) Tmin~ Tsunrise Tmax~ Tsunset - 75 min Lcroissance~ 13 h (91 %)

12. 5. Conclusion et perspectives • Présence systématique d’un cycle attribué au cycle diurne du phytoplancton • Cycle régulier, en phase (- 1h) avec le cycle solaire • La forme des cycles présente des caractéristiques particulières intéressantes • (2ième bosse en milieu de nuit notamment) • Travail préliminaire: • L’interprétation des caractéristiques des cycles est actuellement totalement hypothétique: • Taux de croissance? Importance du broutage? Division cellulaire? • L’analyse conjointe avec d’autres mesures devrait nous en dire plus: • cp (9m) • fluorescence de la Chl a (4m et 9m) • rétrodiffusion à 442 nm et 555 nm • analyse HPLC (mensuelle) MERCI DE VOTRE ATTENTION !