Une reproduction mécanistique de la transformation des particules via fragmentation et migration verticale diurne

L'efficacité d'exportation de la pompe biologique au carbone dépend d'une multitude de processus pouvant affecter la vitesse de descente de la matière organique particulaire (MOP). L'incertitude entourant les facteurs qui favorisent l'agrégation des particules (par exemple, à travers des particules d'exopolymères transparentes, TEP), la reminéralisation (par exemple, via des microbes) et la consommation et fragmentation par le zooplancton (par exemple, coprophagie) a conduit à des estimations incohérentes et à des prévisions futures pour le flux d'exportation mondial parmi les modèles de système terrestre. Deux des processus les moins pris en compte et les moins compris pour contraindre ces simulations de flux de MOP sont la fragmentation et la migration verticale diurne (MVD) par le zooplancton, la majorité des modèles CMIP6 omettant ceux-ci de leurs cadres. Les taux de fragmentation peuvent être médiés physiquement (par exemple, cisaillement turbulent) ou biologiquement (par exemple, alimentation désordonnée par le zooplancton) et entraînent la reminéralisation et donc l'atténuation du flux. Une autre activité du zooplancton, la MVD, contribue également au flux d'exportation. La MVD, où les organismes migrent nocturnes vers les eaux de surface pour se nourrir et descendent pendant la journée, a d'importantes implications pour les flux biogéochimiques des nutriments et fournit un mécanisme pour que la MOP contourne la transformation potentielle via la production de pelotes fécales en profondeur. Ici, nous utilisons un modèle de particule unidimensionnel (SISSOMA) qui inclut des descriptions mécanistiques des processus clés de transformation des particules (agrégation, reminéralisation, fragmentation, etc.) pour explorer les conséquences potentielles de la fragmentation et de la MVD. SISSOMA permet l'étude de la formation et du destin des particules dans la couche mélangée, produisant des distributions de taille des particules du flux exporté. À travers des tests de sensibilité sur les facteurs influençant les taux de fragmentation, alimentés par des observations du Profil d'Intégration Vision Sous-Marine (UVP) et des flotteurs Biogéochimiques-Argo, nous pouvons déterminer ce qui influence la distribution de taille des particules et, en fin de compte, l'exportation du carbone. Nous appliquons un composant MVD à SISSOMA, guidé par des observations écologiques de zooplancton migrateurs (par exemple, EcoTaxa) pour enquêter sur l'étendue à laquelle ce processus contribue au flux d'exportation et à sa composition en taille de particules. Nous exhortons les futures études modélisées et basées sur des observations liées à la contrainte de la pompe biologique à considérer ces processus lors de la conception de leurs recherches.