MD 191 / MONOPOL

Name: MD 191 / MONOPOL
Start: 2012-05-23
End: 2012-06-15
Location: Golfe du Bengale

Type	Campagne océanographique
Navire	Marion Dufresne
Propriétaire navire	TAAF
Dates	23/05/2012 - 15/06/2012
Chef(s) de mission	BASSINOT Franck , BEAUFORT Luc
	LABORATOIRE DES SCIENCES DU CLIMAT ET DE L'ENVIRONNEMENT - UMR 8212 Orme des Merisiers Bâtiment 714 Chemin de Saint Aubin - RD 128 91191 Gif sur Yvette Cedex +33(0)1 69 08 77 11 contact@lsce.ipsl.fr https://www.lsce.ipsl.fr/
DOI	10.17600/12200050
Objectif	Les deux objectifs principaux du projet MONOPOL étaient : d'obtenir des séries sédimentaires à forts taux de sédimentation dans le Golfe du Bengale et aux Maldives pour reconstruire l'évolution de la mousson indienne et plus particulièrement les changements de précipitations à différentes échelles de temps (variabilité rapide Holocène et au dernier Maximum Glaciaire, changements aux échelles de temps longues en réponse au forçage orbital) et évaluer l'impact de la mousson sur l'altération de l'Himalaya ; de faire des prélèvements dans la colonne d'eau (plancton, eau) et d'échantillonner les sédiments de surface (carottier multi-tubes ; sommet des carottages avec le carottier gravité large section CASQ) afin de disposer de mesures actuelles pour bien comprendre et quantifier les proxies utilisés pour les reconstructions paléocéanographiques. En plus des reconstructions de paléo-salinités (d¹⁸Osw) abordées à partir du couple d¹⁸O-Mg/Ca sur les coquilles de foraminifères planctoniques, les reconstructions paléoclimatiques et paléocéanographiques seront basées sur une approche multi-traceurs comprenant des traceurs biologiques (ex. étude des assemblages planctoniques et des pollens), sédimentaires (argiles, minéralogie magnétique, granulométrie) et géochimiques (i.e. analyses élémentaires à l'aide de mesures XRF). L'estimation des changements passés d'altération de l'Himalaya en relation avec les changements de la mousson indienne sera basée sur l'analyse de traceurs sédimentaires et géochimiques (isotopes du Nd, du Sr, du Pb). Un effort tout particulier sera fait pour assurer une excellente contrainte temporelle aux différentes échelles d'âges étudiées (datations ²¹⁰Pb, ¹⁴C par AMS, stratigraphie d¹⁸O et calage magnéto-stratigraphique (inversions magnétiques mais aussi variations de paléo-intensité du champ dipolaire). Pour réaliser ces objectifs, la campagne MONOPOL a déployé une large palette d'outils à partir du N/O Marion Dufresne: filet à plancton, CTD/rosette et pompe in situ, carottier d'interface (multi-core), carottiers CASQ et CALYPSO. Pour ce qui concerne l'aspect sédimentaire, plusieurs sites avaient été identifiés sur la base de données géophysiques (ex. profils Parasound, publiés, du N/O SONNE) et/ou de données sédimentaires (-> carottes courtes -10m maximum- réalisées lors d'une ancienne campagne du Marion Dufresne 1 (1977), et de campagnes allemandes du N/O SONNE). Cependant, l'histoire sédimentaire dans le Golfe du Bengale étant encore relativement mal connue et la sédimentation très complexe (déplacements latéraux de systèmes de chenal/levées, abondantes turbidites, variations latérales importantes des taux de sédimentation), une certaine flexibilité était envisagée pour le choix définitif des sites, en intégrant systématiquement du temps de survey dans chaque zone prévue.

Mer/Océan

Golfe du Bengale

Ports

Port départ : Singapore (Singapore)

Port fin : Singapore (Singapore)

Limites

Nord	Sud	Ouest	Est
18.4	7.8	87.7	89.6

Organisme responsable de la campagne

LABORATOIRE DES SCIENCES DU CLIMAT ET DE L'ENVIRONNEMENT - UMR 8212

Orme des Merisiers

Bâtiment 714

91191 Gif sur Yvette Cedex

+33(0)1 69 08 77 11

contact@lsce.ipsl.fr

https://www.lsce.ipsl.fr/

Organisme(s) participant(s)

IPEV - LSCE [CNRS-CEA-UVSQ] - CEREGE [CNRS-Université Aix Marseille] - EPOC [CNRS - Université de Bordeaux 1] - Museum National d'Histoire Naturelle (MNHN) [Paris] - Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP) [Paris] - Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES) [université Paris-Sud]

Discipline(s)

OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE
BIOLOGIE MARINE
CHIMIE OCEANIQUE
GEOSCIENCES MARINES

Code	Libellé	Quantité	Responsable
B08	Phytoplancton Cf. document Paramètres mesurés	-	BEAUFORT Luc
B09	Zooplancton Cf. document Paramètres mesurés	-	DE GARIDEL-THORON Thibault
B16	Bactéries et microorg. benthiques Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
G04	Prélèvements carottier fond meuble Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
G73	Echo sondage vertical Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
G74	Echo sondage multifaisceaux Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
H09	Bouteilles Cf. document Paramètres mesurés	-	COLIN Christophe
H10	Stations bathysonde	-	BASSINOT Franck
H13	Bathythermographe Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
H21	Oxygène Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
H71	Mesures (T,S) de surface en route Cf. document Paramètres mesurés	-	BASSINOT Franck
P01	Matières en suspension Cf. document Paramètres mesurés	-	WAELBROECK Claire

Travaux

-Carottages à piston CALYPSO.
-Carottages gravité - grande section carrée CASQ.
-CTD.
-Prélèvements d'eau (surface -> fond).
-Filets à plancton.
-Pompe in situ.
-Multitubes.

Plan de position

Document(s) associé(s)

Paramètres mesurés durant la campagne MD 191 / MONOPOL

Contexte scientifique et programmatique des campagnes

La mousson indienne est une phénomène climatique majeur tant pour son impact économique et sociétal que pour son rôle au sein du climat global et l'importance des phénomènes de transferts de chaleur et d'humidité mis en jeu. La variabilité naturelle de la mousson indienne est encore imparfaitement connue, et tout particulièrement les changements de précipitations. Jusqu'à aujourd'hui, en effet, la plus grande partie des informations sur l'évolution de la mousson indienne découle d'études effectuées en Mer d'Arabie, où ce sont essentiellement les changements passés des vents de mousson qui ont pu être étudiés à travers leurs impacts sur les changements d'intensité des systèmes d'upwellings saisonniers (et donc la productivité marine). La campagne MONOPOL avait donc comme objectif principal de mieux contraindre l'évolution naturelle de la mousson indienne à différentes échelles de temps (100 - 100 000 ans) en recueillant des séries sédimentaires à forts taux de sédimentation dans la Baie du Bengale et au niveau des Maldives. L'aspect le plus important et novateur des études envisagées porte sur l'utilisation du couple d¹⁸O-Mg/Ca mesuré sur les tests de foraminifères planctoniques pour reconstruire les changements du d¹⁸Osw de l'eau de surface et contraindre ainsi les changements de précipitations et d'apports des deux systèmes fluviaux principaux alimentés par la mousson indienne (Ganges-Bramhapoutre et Irrawady).

Ce projet a été soutenu par l'ANR dans le cadre du projet MONOPOL. Ce projet a reçu un financement pour 4 ans, incluant une participation financière de l'ANR correspondant à ~ 25% du coût de la campagne.

Le projet initial de campagne impliquait un débarquement/embarquement à Malé (Maldives) ou à Colombo (Sri Lanka) qui aurait permis de limiter les transits. Au moment de la mise en place du calendrier final, l'intégration de la campagne MONOPOL au sein d'une série de campagnes prévues dans l'Océan Indien et le Pacifique Ouest (CIRCEA, MONOPOL, PTOLEMEE) a requis un embarquement à Singapour et un débarquement à La Réunion (changé ensuite pour Singapour en raison du changement de calendrier de la campagne CIRCEA pour des raisons d'autorisations de travail en Mer de Chine). Le choix de ces ports s'est traduit par l'augmentation du trajet total de la campagne qui est passé de ~ 3000 milles nautiques à près de ~ 5000. En raison de problèmes de météo et d'avaries sur la propulsion et le positionnement dynamique du N/O Marion Dufresne au moment de la campagne, le transit jusqu'aux Maldives était devenu trop important et nous avons donc dû abandonner les objectifs de cette zone et nous recentrer sur les seuls objectifs de la Baie du Bengale. Ces objectifs constituaient la priorité et l'aspect le plus novateur du projet ANR MONOPOL (i.e. aucune carotte de grande longueur n'ayant été obtenue jusqu'alors en Baie du Bengale et, en particulier, dans les levées très développées du système de chenal/levées actif).

Résultats majeurs

Les prélèvements, revenus en France par conteneur froid en septembre 2012 ont été échantillonnés en octobre 2012 et sont en cours d'analyse au moment de la rédaction de cette fiche (mars 2013). Je propose donc pour cette fiche de faire un bilan du déroulement de la campagne d'un point de vue opérationnel.

Les opérations de prélèvements ont été émaillées de petits soucis relativement classiques (ex. problèmes de trancannage du câble de carottage pour les sites les plus profonds) et par d'autres problèmes, moins habituels, qui traduisent probablement un vieillissement des apparaux (ex. problèmes sur les tableaux électriques, surchauffe du treuil de manoeuvre, etc.). Les opérations ont ainsi été souvent allongées en raison d'interventions et de réparations. Comme signalé plus haut, le déroulement de la campagne a également souffert de problèmes de propulsion et de positionnement dynamique du navire. En dépit de ces problèmes, la campagne a été un réel succès.

Carottage CALYPSO :

Les opérations de carottage avec le carottier grande longueur CALYPSO ont livré un matériel de qualité qui nous permettra de remplir les objectifs paléoclimatiques principaux du projet ANR MONOPOL. La bouteille Niskin montée sur le porte-lest a permis d'obtenir de précieux échantillons d'eau près du fond pour nos objectifs de « calibration des proxies ». Jusqu'à ~2500m, nous avons pu apprécier l'optimisation des réglages du carottier CALYPSO pour mieux prendre en compte et compenser le rappel élastique et prélever les sédiments sans déformation. Au-delà de cette profondeur, la compensation n'est plus possible dans les conditions actuelles et l'amélioration des prélèvements nécessitera l'emploi d'un câble plus raide dans le futur. L'instrumentation du carottier en capteurs accéléromètres-capteurs de pression et l'utilisation du logiciel CINEMA ont permis d'optimiser le choix de la longueur du carottier pour tenter d'obtenir les séries les plus longues possibles aux sites clés.

Filet à plancton :

Le filet à plancton multi-net fourni par le CEREGE pour la mission a parfaitement fonctionné, permettant l'échantillonnage du zooplancton entre 400m et la surface.

CTD/Rosette :

La CTD et rosette de l'IPEV ont parfaitement fonctionné pendant la campagne, et ont permis l'échantillonnage de la colonne d'eau depuis le fond jusqu'à la sub-surface à quatre sites, et l'échantillonnage des derniers 200m uniquement à trois sites. Seul souci marquant : des incertitudes sur la calibration du capteur de teneur en oxygène, crucial dans un environnement marqué par une zone à minimum d'oxygène (OMZ) particulièrement développée.

Pompe in situ :

La pompe in situ prêtée par l'INSU a parfaitement fonctionné pendant la campagne (déployée sur quatre sites), à l'exception du premier site par suite d'une erreur de manipulation du filtre par l'équipe scientifique.

Carottier d'interface (multi-core) :

Le déploiement de cet outil a été difficile à grande profondeur. Un modèle antérieur de la firme KC (qui n'est plus commercialisé) avait été testé avec succès sur deux campagnes (AMOCINT et RETRO 1). Le nouveau modèle proposé par KC, plus compacte, a été livré à Singapour juste avant la mission, ne laissant pas de temps pour des tests préalables. En cours de campagne, les tentatives aux premiers sites ont clairement suggéré l'existence de problèmes de déclenchement et de stabilité du bâti sur le fond (tubes vides ou très peu remplis, avec sédiment probablement remanié et eau surnageante turbide). Des améliorations ont été apportées par l'OPEA, Yvan Réaud, au fur et à mesure de l'avancement de la campagne (suppression du système d'amortissement hydraulique, ajout de poids sur le bâti et mise en place d'une base plus large pour une meilleure stabilité). Suite à ces améliorations, deux prélèvements parfaits ont été effectués par 2500-2700m de fond, mais l'appareil s'est montré incapable de fonctionner correctement à des profondeurs plus importantes (autour de 2900m et plus). Il ne fait pas de doute que l'instrument doit être amélioré pour les utilisations futures. Plusieurs suggestions ont été formuées et discutées en cours de campagne.

Bibliographie

Publications

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Chaabane Sonia, de Garidel-Thoron Thibault, Giraud Xavier, Schiebel Ralf, Beaugrand Gregory, Brummer Geert-Jan, Casajus Nicolas, Greco Mattia, Grigoratou Maria, Howa Hélène, Jonkers Lukas, Kucera Michal, Kuroyanagi Azumi, Meilland Julie, Monteiro Fanny, Mortyn Graham, Almogi-Labin Ahuva, Asahi Hirofumi, Avnaim-Katav Simona, Bassinot Franck, Davis Catherine V., Field David B., Hernández-Almeida Iván, Herut Barak, Hosie Graham, Howard Will, Jentzen Anna, Johns David G., Keigwin Lloyd, Kitchener John, Kohfeld Karen E., Lessa Douglas V. O., Manno Clara, Marchant Margarita, Ofstad Siri, Ortiz Joseph D., Post Alexandra, Rigual-Hernandez Andres, Rillo Marina C., Robinson Karen, Sagawa Takuya, Sierro Francisco, Takahashi Kunio T., Torfstein Adi, Venancio Igor, Yamasaki Makoto, Ziveri Patrizia (2023). The FORCIS database: A global census of planktonic Foraminifera from ocean waters. Scientific Data, 10(1), 354 (16p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1038/s41597-023-02264-2 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00841/95249/

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Yu Zhaojie, Colin Christophe, Douville Eric, Meynadier Laure, Duchamp-Alphonse Stephanie, Sepulcre Sophie, Wan Shiming, Song Lina, Wu Qiong, Xu Zhaokai, Bassinot Frank (2017). Yttrium and rare earth element partitioning in seawaters from the Bay of Bengal. Geochemistry Geophysics Geosystems, 18(4), 1388-1403. Publisher's official version : https://doi.org/10.1002/2016GC006749 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00377/48845/

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Zorzi Coralie, Goni Maria Fernanda Sanchez, Anupama Krishnamurthy, Prasad Srinivasan, Hanquiez Vincent, Johnson Joel, Giosan Liviu (2015). Indian monsoon variations during three contrasting climatic periods: The Holocene, Heinrich Stadial 2 and the last interglacial-glacial transition. Quaternary Science Reviews, 125, 50-60. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.06.009

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