Les isotopes stables de l'eau en Atlantique Nord

The water stable isotopes of sea water

• Auteur / Autrice : Marion Benetti
• Direction : Catherine Pierre, Gilles Reverdin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie isotopique marine
• Date : Soutenance le 15/01/2015
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (Paris ; 2005-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Malaizé, Françoise Vimeux, Pascale Deniaud-Lherminier, Pascale Bouruet-Aubertot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gavin Schmidt, Gilles Delaygue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évaporation (météorologie)

Salinité

Géochimie isotopique

Mots clés libres

Isotopes

Atlantique-Nord

Evaporation

Convection

Subpolaire

Subtropiques

North Atlantic

Stables Water Isotopes

Résumé

Ce travail de thèse s’intéresse à deux zones de l’Atlantique Nord : la région subpolaire et la région subtropicale. Cette large couverture permet d’étudier le cycle de l’eau dans des régions hydrologiquement différentes, où des processus variés rentrent en jeu comme l’évaporation, la convection atmosphérique, la formation des précipitations, le cycle saisonnier de la glace de mer, les apports des rivières et des glaciers, et l’advection des masses d’eau et des masses d’air. Dans la région subtropicale, les variations des compositions isotopiques de la vapeur d’eau sont étudiées afin de comprendre le rôle de l’évaporation et du mélange avec la troposphère libre dans le contrôle de l’humidité et des compositions isotopiques à la surface des océans. Ces données innovantes recueillies in situ principalement au cours de l’été 2012 dans le gyre subtropical de l’Atlantique nord (campagne STRASSE) ont offert l’opportunité d’étudier les processus de fractionnement isotopique lors de l’évaporation océanique et le renouvellement de l’air de la couche limite atmosphérique. Aux plus hautes latitudes de l’océan Atlantique nord, la circulation de surface du gyre subpolaire permet le transfert d’eaux froides et dessalées en provenance de la région (sub)arctique vers l’intérieur du gyre. Dans le cadre de cette thèse, un jeu de données a été recueilli sur la période 2010-2014 et porte plus particulièrement sur la région du courant du Labrador et permet de se poser les questions suivantes : Comment le cycle de la glace de mer affecte la salinité de ces courants dessalés ? Comment évolue l’apport en eau météorique dans un contexte de fonte accélérée des glaciers continentaux ?

This thesis focuses on two regions of the North Atlantic: the subtropical gyre and the subpolar gyre. This large coverage allows an investigation of the water cycle in different hydrological regimes, where various processes take place such as sea ice seasonal cycle, rivers runoff, continental ice melt and advection of air and water masses. In the subtropical region, the variability of the isotopic composition of the water vapor is studied to understand the role of evaporation and mixing with free troposphere in humidity and isotopic compositions at the ocean surface. In particular, new data collected during summer 2012 (STRASSE cruise) gave the opportunity to explore kinetic fractionation processes during oceanic evaporation and air renewal in the atmospheric boundary layer. In the subpolar region, the surface circulation is cyclonic and transfers cold and fresh water from the arctic region to the interior of the subpolar gyre. For this thesis, data were collected between 2010 and 2014 from oceanographic cruises and commercial vessels to study the gyre interior and the main coastal currents carrying water from the arctic to lower latitudes. The study is mainly focused on the Labrador Current. There, isotopic measurements are used to identify the freshwater sources and to consider the following questions: How is the salinity of fresh currents affected by the sea ice formation and melting? How is the contribution of meteoric waters changing in a context of an acceleration of the melting of continental glaciers?