D’où provient l’ammonium de l’aérosol en Antarctique ?

Résultat scientifique Océan Atmosphère

Les études de l’ammonium (NH4+) dans la glace en Antarctique suggèrent que cette espèce provient soit des feux de biomasse, soit des émissions océaniques produites par les diatomées (algues microscopiques). Au-delà de son intérêt comme traceur des émissions biogéniques de l’océan Austral ou des feux de biomasse des continents de l’hémisphère Sud, la question de l’origine du NH4+ en Antarctique est importante pour notre connaissance du budget atmosphérique de NH3 (le précurseur atmosphérique du NH4+). En effet, celui-ci reste mal cerné, en particulier la source océanique, avec des estimations allant de 2 à 20 téragrammes d’azote (TgN) par an. De par sa position, l’Antarctique est un site d’observation intéressant pour évaluer les émissions océaniques.

Dans le cadre du service d’observation Cesoa, des chercheurs ont établi une climatologie des teneurs atmosphériques en NH4+ en dérivés soufrés émis par la biosphère marine, ainsi qu’en espèces émises par les feux de biomasse, comme le carbone suie et l’oxalate. Cette étude, réalisée sur le site de Concordia, a été associée aux observations faites à la station de Neumayer. Il s’agit d’un site côtier non fréquenté par les manchots qui émettent du NH3 et de l’oxalate par dégradation de l’urée (déchet azoté qui provient de la dégradation des protéines par le foie), et peu perturbé par le carbone suie des activités de la station.

À Concordia et Neumayer, le NH4+ atteint son maximum en décembre, soit un peu avant le maximum de soufre de janvier. Ceci est en accord avec une émission de NH3 par les diatomées dans l’océan Austral, environ un mois avant la floraison des phaeocystis, une autre espèce d’algues qui produit du soufre. Par ailleurs, les concentrations antarctiques de NH4+ sont en accord avec la fourchette basse des émissions océaniques de NH3 (2 TgN par an).

À Neumayer, le carbone suie et l’oxalate atteignent un maximum en octobre, en lien avec les feux d’Amérique du Sud. Le maximum de NH4+ se produit plus tard, suggérant que les feux n’ont que peu d’influence sur le NH4+ en Antarctique. Cette étude suggère donc, qu’en plus du carbone suie, l’oxalate, mais pas le NH4+, peut aider à reconstruire les feux du passé à partir de la glace de l’Antarctique.

Cycle annuel de l’aérosol à Neumayer (gauche) et à Concordia (droite): L’ammonium et les composés soufrés (en haut), l’oxalate (et quand disponible le carbone suie) (en bas).

En savoir plus

Ammonium in Antarctic aerosol: Marine biological activity versus long-range transport of biomass burning – Geophysical Research Letters

Legrand, M., Weller, R., Preunkert, S., Jourdain, B.

https://doi.org/10.1029/2021GL092826

 

Contact

Michel Legrand
Laboratoire inter-universitaire des systèmes atmosphériques (LISA) / IPSL
Suzanne Preunkert
Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) / OSUG

Cette étude, coordonnée par l’Institut des géosciences de l’environnement (IGE) dans le cadre du sercive d’observation Cesoa (Cycle atmosphérique du soufre en relation avec le climat aux moyennes et hautes latitudes Sud), a été mené avec l’Alfred-Wegener-Institut à Bremerhaven (Allemagne).