La (sub-)mésoéchelle aide à comprendre la concentration en oxygène des eaux du Pacifique oriental

L'oxygène dissous est un élément majeur des écosystèmes et processus biogéochimiques marins. Certaines zones océaniques présentent de (très) faibles concentrations en oxygène. Ces zones sont présentes partout dans le monde, mais les plus étendues se trouvent dans l'océan Pacifique tropical et subtropical. Elles sont dues à une combinaison de facteurs, notamment une forte productivité en surface, une faible ventilation et une stratification, mais pas uniquement. Pour comprendre ce phénomène et ses effets, il faut étudier les processus chimiques, biologiques, mais aussi physiques, à la surface et en profondeur, à l'échelle méso- et subméso-échelle. Ces connaissances sont essentielles pour prédire comment ces zones pauvres en oxygène et leurs écosystèmes pourraient réagir au changement climatique.

La plus grande zone déficitaire en oxygène se trouve dans l'est du Pacifique tropical. Une étude se concentre sur la partie est de cette zone, à l'ouest de l'Amérique centrale, en combinant des données physiques et biogéochimiques in situ avec des informations satellitaires d'anomalies du niveau de la mer, exposants de Lyapunov à taille finie (FSLE), chlorophylle A et régimes de vent, ainsi que des outils de suivi des particules, afin d'élucider les mécanismes qui régissent la distribution de l'oxygène dans cette zone déficitaire en oxygène.

La campagne en mer effectuée lors de l'étude a traversé deux tourbillons anticycloniques, détectés dans les cartes altimétriques des anomalies du niveau de la mer et dans l'Atlas de suivi des tourbillons méso-échelles (Mesoscale Eddy Tracking Atlas) - tourbillons nés respectivement dans les golfes de Tehuantepec et de Papagayo, tous deux générés par les vents traversant les montagnes d'Amérique centrale (voir les images précédentes du mois sur les tourbillons de Tehuantepec). Les filaments de chlorophylle provenant des deux golfes coïncident avec des régions à FSLE élevé, indiquant des processus de brassage et de mélange intenses. Par ailleurs, ces deux tourbillons à méso-échelle présentaient des signatures biogéochimiques différentes. Le tourbillon de Papagayo présente des niveaux d'oxygène élevés, probablement transportés depuis la région côtière, tandis que le tourbillon de Tehuantepec, bien qu'il traverse une zone appauvrie en oxygène, présente toujours des maxima d'oxygène localisés en profondeur. Cela est probablement dû à l'effet des vents qui provoquent un upwelling, mais aussi augmentent le mélange vertical, facilitant ainsi l'oxygénation des eaux plus profondes avant qu'elles ne soient transportées au large dans le cadre de la circulation régionale.

L'observation des processus à petite échelle et de la filamentation est donc importante pour mieux comprendre la répartition des propriétés biogéochimiques et le brassage des eaux. Swot peut aider à cet égard, en particulier près des côtes.