L’alcalinité de l’océan (Alk) est essentielle dans l’absorption de carbone atmosphérique et offre une capacité tampon contre l’acidification. Dans le cadre des prévisions de l’absorption de carbone par les océans et des impacts potentiels sur les écosystèmes, la représentation de l’Alk et du principal facteur de sa distribution dans l’océan profond, le cycle du carbonate de calcium (CaCO₃), ont souvent été négligés. Cette thèse aborde le manque de considération accordé à l’Alk et au cycle du CaCO₃ dans les modèles du système terrestre (ESM) et explore les implications pour le cycle du carbone dans un océan pré-industriel ainsi que dans des scénarios de changement climatique.

À travers une intercomparaison des ESMs, une réduction des biais simulés de l’Alk dans la 6ème phase du Projet d’Intercomparaison de Modèles Couplés (CMIP6) est rapportée. Cette réduction peut s’expliquer partiellement par une calcification pélagique ac- crue, redistribuant l’Alk en surface et renforçant son gradient vertical dans la colonne d’eau. Une revue des modèles de biogéochimie marine utilisés dans les ESMs actuels révèle une représentation diverse du cycle du CaCO₃ et des processus affectant l’Alk.

Les schémas de paramétrisation de la production, de l’exportation, de la dissolution et de l’enfouissement du CaCO₃ varient considérablement, avec une prise en compte généralement limitée à la seule calcite, et sans calcification benthique. Cette diversité entraîne des projections contrastées de l’export de carbone associé au CaCO₃ depuis l’océan de sur- face vers l’océan profond dans les scénarios futurs.

Cependant, des simulations de sensibilité effectuées avec le modèle de biogéochimie marine NEMO-PISCES indiquent que la rétroaction associée sur le flux de carbone anthropique et l’acidification des océans reste limitée. À travers un ensemble de simula- tions NEMO-PISCES, il est démontré qu’une attention particulière au bilan d’Alk est cruciale pour estimer le dégazage de carbone océanique pré-industriel dû aux apports fluviaux ainsi qu’à l’enfouissement de matière organique et de CaCO₃. De telles estimations sont fondamentales pour évaluer le flux de carbone air-mer anthropique en utilisant des données d’observation, et mettent en évidence la nécessité de mieux contraindre le bilan d’Alk de l’océan.

Enfin, fidèle au message qu’elle véhicule sur le changement clima- tique, cette thèse offre une perspective nouvelle et radicale sur les sciences du climat et le système de la recherche actuel.

Lieu
École normale supérieure
24 rue Lhomond – aile Erasme
salle Claude Froidevaux – E314

Visio
https://cnrs.zoom.us/j/95724678135?pwd=UkRkYmQ5OTJ1TUxkTVc1TWpRbEIrUT09

• Laure RESPLANDY (rapportrice) – Université de Pinceton
• Fortunat JOOS (rapporteur) – Université de Berne
• Sabrina SPEICH (examinatrice) – École Normale Supérieure
• Corinne LE QUÉRÉ (examinatrice) – Université d’East Anglia
• Roland SÉFÉRIAN (examinateur) – Météo-France, CNRM
• Olivier SULPIS (examinateur) – CNRS, CEREGE
• Laurent BOPP (directeur de thèse) – CNRS, LMD
• Lester KWIATKOWSKI (co-encadrant) – CNRS, LOCEAN