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

Contexte de la modélisation MERMeX Contexte de la modélisation Forçages anthropiques Forçages climatiques Zoo-organisms Phyto-organisms Circulation/ Stratification Apports en sels nutritifs et rapports stoichiometriques Nutrients Bacteria/Virus Evénements extrèmes Dissolved Organic matter Pollution/ Contaminants Temperature/ Acidification Fish Mammals Habitats/ Pêche Rayonnement 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

Travaux de modélisation envisagés MERMeX Travaux de modélisation envisagés Couplage de modèles (physique, chimie, biologie, sédimentologie) Ocean circulation model Sediment transport model Benthic biogeochemical model Pelagic biogochemical model Nombreux verrous et développements nécessaires dans les compartiments pélagiques, benthiques et sédimentaires 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….

Planktonic biogochemical model MERMeX Principaux verrous Description de la diversité fonctionnelle Photochimie de la matière organique Propriété adaptative du plancton, Processus mixotrophiques Fixation du N2 , Production du DMS Planktonic biogochemical model Interaction entre bacterie/virus/phytoplancton et niveaux trophiques supérieurs Réponse des organismes aux conditions environnementales Migrations ontogéniques et journalières Introduction des contaminants organiques et inorganiques Upper trophic level model Modèles end-to-end jusqu’aux pêcheries

Benthic biogeochemical model Sediment transport model MERMeX Principaux verrous Diagenèse (minéralisation de la matière organique) Apport discontinu de matière organique Couplage avec la resuspension Rôle de la faune benthique (bioturbation) Introduction des contaminants organiques et inorganiques Benthic biogeochemical model Sediment transport model Consolidation Agrégation / désagrégation des particules en suspension

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

Travaux expérimentaux envisagés MERMeX Travaux expérimentaux envisagés 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 Exemple d’écorégions basées sur la variabilité annuelle de la concentration relative en chlorophylle de surface Période de convection hivernale et de bloom printanier Période estivale stratifiée et oligotrophe Période automnale de pluie et crues intenses (impact littoral et côtier) Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mar Avr Mai Jun

Travaux expérimentaux envisagés MERMeX Travaux expérimentaux envisagés 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 Travaux expérimentaux envisagés 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 Densité et Courant de fond Chl de surface Erosion/dépôt de sédiment 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

Calendrier préliminaire (Med. Nord-Occidentale) MERMeX Calendrier préliminaire (Med. Nord-Occidentale) Campagnes/ Expériences pré-MERMeX Campagnes spatiales couplées HYMeX/MERMeX Campagne MERMeX/GEOTRACES SOP Couplage avec MOOSE LOP 2010 2020 Sep/Oct Mar/Avr Sep/Oct 2011-12 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) 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.