Impacts des changements climatiques sur les flux de carbone stimulés par la lumière dans l'Océan Arctique : quantification et suivi de la photo-oxydation de la matière organique dissoute dans la Mer de Beaufort par télédection spatiale

L’oxydation photochimique de la matiere organique dissoute coloree (CDOM), et la production de CO2 qui en resulte, est maintenant reconnue comme etant un processus majeur dans le cycle du carbone dans le systeme ocean-atmosphere. L’Ocean Arctique fait parti des environnements ou ce processus risque de jouer un role de plus en plus important dans le contexte des changements climatiques a cause de : 1) l’augmentation du CDOM d’origine terrigene transporte a l’Ocean cotier en reponse a la fonte du pergelisol et a l’augmentation du debit des rivieres; 2) la diminution du couvert de glace estivale permettant au rayonnement solaire de penetrer dans la colonne d’eau; et 3) l’augmentation du rayonnement ultraviolet (UV) dans cette region. Un modele couple « optique-photochimique » a ete utilise pour examiner le role de la photooxydation dans le cycle du carbone organique de l’Ocean Arctique. Pour calculer la photoproduction de CO2 (PDIC), l’eclairement spectral incident, incluant les UV, a ete modelise avec un modele de transfert radiatif necessitant les concentrations de glace de mer, d’ozone, d’aerosols atmospheriques et le couvert nuageux observes par satellite entre 1979 et 2004. Les rendements quantiques apparents pour calculer la PDIC ont ete determines en laboratoire sur des echantillons provenant de la Mer de Beaufort et du Fleuve Mackenzie. La contribution du CDOM au coefficient d’absorption totale ([aCDOM/at]), un parametre cle du modele, a ete determinee soit a partir des mesures in situ, soit derivee des donnees de la couleur de l’ocean a l’aide d’un nouvel algorithme empirique. Contrairement aux methodes semi-analytiques trouvees dans la litterature, l’algorithme empirique propose permet de separer, a l’echelle regionale, les coefficients d’absorption du CDOM et des particules non-algales. Cependant, l’utilisation des donnees de la couleur de l’ocean dans les hautes latitudes est souvent compromise par la presence de glace de mer qui contamine les donnees. Ce probleme a ete aborde dans le cadre de la presente etude, et une methode a ete proposee afin de detecter et eliminer les donnees contaminees par la glace de mer. Enfin, il a ete demontre que les valeurs de PDIC sont similaires aux taux de carbone organique provenant de la production primaire marine qui est sequestre dans les sediments oceaniques; et que l’augmentation des UV et la diminution de la glace de mer estivale au cours des 26 dernieres annees a conduit a une augmentation de PDIC d’environ 15%. Ces resultats indiquent que la photooxydation joue un role significatif dans le cycle du carbone actuel, et que la diminution de l'etendue de la glace de mer, prevue par les modeles climatiques, risque d'amplifier significativement la remineralisation photochimique du carbone organique dissous d'origine terrigene dans l'Ocean Arctique.