La campagne CARBONSINK a permis d'acquérir cinq résultats majeurs attestés par des publications dans des revues de la discipline :

1. Vitesse de l'intervalle sismique dans la matte d'herbiers de Posidonie océanique : Vers une approche non destructive pour l'évaluation à grande échelle du stock de carbone bleu.
Cette étude décrit la première méthodologie pour estimer la vitesse de l'intervalle sismique dans la matte. Cette approche réalisée sur le plateau continental oriental de la Corse (France, nord-ouest de la Méditerranée) s'appuie sur des mesures du profil vertical de matte à partir de profils de sismique réflexion haute résolution (s TWTT) et de MNT morpho-bathymétrique des fonds marins (sondeurs multifaisceaux - MBES et Détection de lumière et télémétrie - enquêtes LiDAR) calibrées avec des données de vérification sur le terrain. Une analyse biogéosédimentologique de carottes horizontales échantillonnées dans des escarpements verticaux de matte a été entreprise pour identifier la relation potentielle entre les sédiments et les paramètres environnementaux avec la vitesse du son. La comparaison croisée et l'interétalonnage des données montrent une corrélation significative des ensembles de données MBES (R² = 0,872) et LiDAR (R² = 0,883) avec des mesures sous-marines directes. Les vitesses des intervalles sismiques (n = 367) se situent entre 1 631,9 et 1 696,8 m s^-1 (intervalle de confiance à 95 %) et sont estimées en moyenne à 1 664,4 m s^-1, ce qui est similaire à la littérature sur les roches non consolidées. sédiments marins. La carte de prédiction fournie par la méthode de krigeage ordinaire a cependant souligné une forte variabilité de la vitesse du son au sein de la zone d'étude. Les résultats ont montré que les changements de vitesse du son dans la matte sont positivement et fortement corrélés à la teneur en sable et gravier et à des facteurs environnementaux tels que la distance par rapport aux embouchures des rivières côtières et au littoral. Cependant, il a été constaté qu'il existe une relation négative entre la vitesse du son et le contenu organique total et grossier des dépôts de matte.

Figure 1 : (A) Exemple de profil de sismique réflexion haute résolution (SBP-0087) enregistré sur la côte Est de la Corse. (B) Coupe du profil sismique affichant un herbier continu de P. oceanica (P.o.), la base de la matte (b.m.), un mur de matte (m.w.) et une zone de sable (s.p.). (C) Comparaison avec un profil sismo-acoustique (INM-006) où l'on peut observer le substrat rocheux (r.s.).

2. Evaluation du puits de carbone associé aux herbiers de Posidonie oceanica par imagerie sismique réflexion très haute résolution.
Dans cette étude, des techniques de sismique réflexion à haute résolution ont été appliquées pour obtenir une estimation précise de la taille potentielle des dépôts organiques sous-jacents des herbiers marins méditerranéens à Posidonia oceanica (connus sous le nom de « matte »). Des profils sismiques ont été collectés sur 1 380 km du plateau continental oriental de la Corse (France, mer Méditerranée) pour réaliser un inventaire à grande échelle du stock de carbone stocké dans les sédiments. Les données sismiques ont été vérifiées sur le terrain en échantillonnant des carottes de sédiments et en utilisant des levés sismo-acoustiques calibrés. La carte d'interpolation des données a mis en évidence une forte hétérogénéité spatiale de l'épaisseur de la matte. La hauteur de la matte sur le site a été estimée à 251,9 cm, étant maximale dans les eaux peu profondes (10 à 20 m de profondeur), près des embouchures des rivières et des sorties des lagons, où l'épaisseur atteint jusqu'à 867 cm. Les datations au radiocarbone ont révélé la présence d'herbiers marins depuis le milieu de l'Holocène (7 000 à 9 000 ans cal BP). À travers le mètre supérieur du sol, l'âge de la matte a été estimé à 1 656 ± 528 cal an BP. Le taux d'accrétion a montré une grande variabilité résultant de l'interaction de plusieurs facteurs. Sur la base de la superficie occupée par les prairies, de l'épaisseur moyenne de la matte en dessous et de la teneur en carbone, le volume de matte et le stock total de Corg ont été estimés à 403,5 ± 49,4 millions de m³ et 15,6 ± 2,2 millions de t de Corg, respectivement. Ces résultats confirment la nécessité d'appliquer des méthodes à grande échelle pour estimer la taille du puits de carbone associé aux herbiers marins dans le monde entier.

Figure 2 : (A) Carte de prévision de l'épaisseur de la matte de Posidonia oceanica dans le secteur 2A, (B) secteur 2B, (C) secteur 2C, (D) secteur 2D et (E), secteur 2E.

3. Quantification des stocks de carbone bleu associés aux herbiers de Posidonia oceanica en Corse (NO Méditerranée)
En Méditerranée, Posidonia oceanica (L.) Delile constitue de vastes prairies considérées comme des puits de carbone à long terme en raison du développement d'une structure exceptionnelle dite « matte », atteignant plusieurs mètres de hauteur, qui peut être préservée pendant des millénaires. Afin de préciser le rôle des herbiers à P. oceanica dans l'atténuation du changement climatique, une estimation des stocks de carbone a été réalisée le long de la côte Est de la Corse (NO Méditerranée). L'approche repose principalement sur l'analyse biogéochimique de 39 carottes de sédiments. Les stocks de carbone organique (Corg ; 327 ± 150 t ha^-1, moyenne ± SE) et de carbone inorganique (Cinorg ; 245 ± 45 t ha^-1) présentent une forte variabilité liée à la profondeur de l'eau, à la matrice (substrat sableux ou rocheux) ou à la environnement de dépôt (côtier vs estuaire). La signature isotopique (¿¹³C) a révélé une contribution substantielle des apports allochtones de matière organique (macroalgues et sources sestoniques) principalement en milieu estuarien et dans les zones peu profondes. Les stocks de carbone dans les premiers 250 cm de matte (épaisseur moyenne) ont été estimés entre 5,6 - 14,0 millions de t Corg (site d'étude) et 14,6 - 36,9 millions de t Corg (Corse), correspondant à 11,6 - 29,2 et 30,4 - 76,8 années de CO2. émissions de la population corse.

Figure 3 : Contribution des 100 cm supérieurs (A) et 250 cm (B) de la matte de P. oceanica en tant que puits de CO₂ (en vert) ou source de CO₂ (en rouge) en fonction de l'équilibre entre le stock de C_org et le stock de Ci_norg. Calculé en multipliant la valeur du stock Cinorg dans chaque cellule DTMraster (Annexe S6) par 0,6 pour répondre à l'hypothèse selon laquelle 0,6 mole de CO₂ est libérée par mole de CaCO₃ précipité, puis en déduisant cette valeur C_inorg ajustée du stock C_org (Annexe S6) pour obtenir le stock net de CO₂.

4. Dynamique à long terme d'un banc de Cladocora caespitosa observé au sein d'une archive millénaire de Posidonia oceanica
Le long de la plupart des côtes méditerranéennes, l'espèce endémique d'herbiers marins Posidonia oceanica construit de vastes prairies et une bioconstruction complexe de type tourbe connue sous le nom de « mattes ». Ces dépôts souterrains sont reconnus comme une précieuse archive à long terme permettant la reconstruction et l'étude des changements paléoclimatiques et paléoécologiques de l'environnement côtier au cours de la période Holocène. L'une des carottes de matte de P. oceanica échantillonnées lors d'une étude de carottage le long du plateau continental oriental de l'île de Corse (France, nord-ouest de la Méditerranée) a révélé la découverte sans précédent d'un banc mort de corail scléractinien Cladocora caespitosa intégré dans la matte. La mesure des caractéristiques morphologiques et biométriques des fragments de corallite couplée à l'analyse biogéosédimentologique et à la datation au radiocarbone a contribué à fournir une base pour la reconstruction de la séquence stratigraphique depuis le milieu de l'Holocène (4 750 dernières années). L'étude de la carotte sédimentaire a permis d'identifier trois phases majeures : (i) le peuplement des colonies de C. caespitosa (~4 750 - 39 30 cal an BP), (ii) la coexistence du banc de C. caespitosa et de l'herbier de P. oceanica (~ 3 930 - 1 410 cal an BP), suivie par (iii) la mort du banc de corail et le développement uniquement de l'herbier à P. oceanica (~ 1 410 cal an BP-présent). L'analyse sclérochronologique réalisée sur les fragments de corallite bien conservés a révélé que le taux de croissance annuel moyen du corail variait entre 1,9 et 3,1 mm an^-1 avec une valeur moyenne estimée à 2,3 ± 0,8 mm an^-1. L'analyse des tendances a montré des oscillations semi-millénaires à millénaires des taux de croissance annuels qui sont probablement liées aux changements climatiques environnementaux depuis la phase froide de la période subatlantique (2 925 - 2 200 ans cal BP). Au cours de la période chaude romaine (2 200 - 1 500 ans cal. BP), le déclin et la mort du banc (~ 1 410 ans cal. BP) étaient probablement dus à l'effet combiné d'une augmentation prolongée des températures estivales et d'une concurrence accrue avec la prairie à P. oceanica.

Figure 4 : Lithologie, datations calibrées au radiocarbone, teneur en matière organique, minéraux et carbonate de calcium dans la fraction totale, teneur en Cladocora caespitosa dans la fraction grossière en carbonate de calcium et unités biogéosédimento-logiques identifiées dans la carotte.

5. Régression majeure des herbiers à Posidonia oceanica en relation avec le mouillage des bateaux de plaisance : une étude de cas de la baie de Sant'Amanza

Le mouillage des grandes unités de plaisance constitue l'une des principales menaces dans les habitats marins peu profonds. En Méditerranée, cette activité a connu un développement constant au cours des dernières décennies, provoquant des perturbations physiques majeures dans les herbiers de Posidonia oceanica et les services écosystémiques associés. Dans ce contexte, les principaux objectifs de la présente étude sont d'estimer l'impact de cet ancrage sur les surfaces des herbiers à P. oceanica et sur les capacités de fixation et de séquestration du carbone, dans une zone particulièrement fréquentée (baie de Sant'Amanza, Corse). Une cartographie précise des habitats marins benthiques a été réalisée chaque année, entre 2019 et 2021, à l'aide d'un drone couplé à des données de vérification sur le terrain et à des images d'un sonar à balayage latéral provenant d'une précédente campagne océanographique (CARBONSINK, 2018). L'évaluation de la fixation et de la séquestration du carbone par la plante a été mesurée dans 12 stations situées dans la baie (-5 m à -30 m). Les cartes des habitats marins révèlent un grand nombre de cicatrices liées au mouillage (73 ha) et dans une zone particulièrement fréquentée, une régression importante des herbiers à P. oceanica (7,5 ha) entre 2019 et 2020. Cette destruction représente une baisse de 9 % dans la fixation et la séquestration totales du carbone effectuées chaque année par les prairies de P. oceanica dans la baie. La perte de services écosystémiques associée est estimée à 4,72 millions € an-1. Bien qu'une diminution du mouillage des bateaux dans les herbiers ait été observé, liée à l'application récente des réglementations en matière de mouillage, d'autres solutions devraient être expérimentées pour cet important puits de carbone.

Figure 5 : Répartition des principales biocénoses et associations (a) et localisation des principales pistes d'ancrage (b) dans la baie de Sant'Amanza.