DIADEME: Diazotrophie et Impact des apports Atmosphériques DEsertiques de MEtaux traces

 

Le projet DIADEME avait pour but d’améliorer notre connaissance des facteurs biogéochimiques de contrôle de la fixation du N2 en identifiant les métaux traces d’origine désertique (Mo, Co, Ni, Zn Mn) autres que le fer et le phosphore, indispensables à la croissance et à l’activité des espèces phytoplanctoniques diazotrophes.

 

Les zones oligotrophes limitées par la disponibilité des nitrates sont généralement caractérisées par la présence d’espèces phytoplanctoniques particulières, les cyanobactéries diazotrophes, capables de réduire biologiquement l'azote atmosphérique dissous N2 en substrats biologiquement utilisables. A ce titre, les espèces diazotrophes ont un rôle clé dans les cycles globaux du carbone et de l'azote. Jusqu'à maintenant, il était considéré que la croissance de ces espèces était essentiellement contrôlée par le fer et/ou le phosphore, dont une des principales sources était le dépôt atmosphérique de poussières désertiques, Toutefois, des études récentes ont mis en évidence que dans plusieurs régions océaniques (Atlantique Tropical, Méditerranée et Pacifique) la fixation de N2 semble contrôlée par un facteur biogéochimique autre que le fer et/ou le phosphore associés aux dépôts de poussières désertiques. L'hypothèse avancée dans le cadre du projet DIADEME est que les métaux traces limiteraient aussi le processus de fixation de N2 et que les retombées de poussières désertiques pourraient constituer une source de ces éléments à l'océan. Pour répondre à cette hypothèse, l’approche adoptée a été de coupler des études en cultures de deux espèces diazotrophes (Trichodesmium Erythraeum et Crocosphaera Watsonii) à des expériences de dissolution de poussières désertiques. Le LISA dans ce cadre avait pour but de caractériser les teneurs en métaux-traces et les processus de dissolution de ces métaux dans les aérosols désertiques.

 

Nous avons obtenu un premier ensemble de données sur les concentrations des métaux traces dans les poussières désertiques Sahariennes et sur leurs valeurs de solubilité. Cet ensemble de données a été utilisé pour estimer les flux atmosphériques de métaux traces associés aux dépôts de poussières à l'échelle mondiale (Zhang et al., 2015). D'un point de vue biologique, les ensemencements de cultures par des pluies désertiques simulées ont permis de mettre en avant Ni comme le métal ayant l'impact le plus marqué sur la croissance des espèces diazotrophes étudiées.    

 

Le projet DIADEME a permis de lancer une première étape de travail sur la caractérisation des métaux traces dans les poussières proches des régions sources. Ce travail a été poursuivi par des études dans des régions de dépôt telles que la mer Méditerranée dans le cadre de l'initiative ChArMEx via la surveillance des flux de métaux traces dans les dépôts de poussières, ainsi que par un travail sur la solubilité des métaux et leurs concentrations dans l'eau de mer en lien avec la fixation de N2 (projet PEACETIME).

 

 

 

Systèmes de filtration pour le suivi des processus de dissolution des métaux traces à partir fractions fines de sols, en salle blanche.

 

Contact LISA: K. Desboeufs

Support: LEFE-CYBER et LEFE-CHAT (2015-2016)

Partenaires
C. Ridame (LOCEAN)

 

Publications de l’équipe

Zhang, Y., Mahowald, N., Scanza, R., Journet, E., Desboeufs, K., Albani, S., Kok, J., Zhuang, G., Chen, Y., Cohen, D. D., Paytan, A., Patey, M. D., Achterberg, E. P., Engelbrecht, J P., and Fomba, K. W.: Modeling the global emission, transport and deposition of trace elements associated with mineral dust, Biogeosciences, 12, 5771-5792 doi:10.5194/bg-12-5771-2015, 2015