Les campagnes OISO, initiées en 1998, ont pour objectif de suivre et comprendre l'évolution du CO2 océanique. Les observations acquises au cours des missions du N/O Marion Dufresne dans l'Océan Indien Sud et Austral (une à deux fois par an) sont cruciales pour :

1. Contribuer à l'évaluation annuelle du bilan de carbone global, en alimentant régulièrement les bases de données globales, notamment SOCAT et GLODAP ;
2. Mieux comprendre la variabilité du flux air-mer de CO2 dans l'Océan Indien Sud et Austral dans le but d'isoler la perturbation anthropique, et ainsi évaluer l'évolution du puits de CO2 océanique (validation des modèles climatiques) et mieux comprendre le processus d'acidification des eaux qui en résulte ;
3. Documenter la variabilité des mécanismes physiques et biologiques qui influencent le cycle du CO2 dans l'Océan Indien Sud et Austral,
4. Fournir des observations in situ permettant de valider les observations autonomes (données satellites, flotteurs Argo and BioArgo, biologer) ;
5. Documenter les changements environnementaux en lien avec la variabilité du climat et évaluer l'impact sur les organismes marins (coll., MNHN, CEBC).

La campagne OISO-30 avait pour but de poursuivre les observations dans les eaux de surface (en continu) et sur la colonne d'eau (20 stations) le long des trajets inter-iles et dans la zone Antarctique. Outre le suivi du CO2 océanique et de l'acidification des eaux, ces observations permettront de valider les données de flotteurs Argo et BGC-Argo.

Un autre objectif de la campagne OISO-30 était de compléter l'étude de la réponse des communautés phytoplanctoniques aux apports atmosphériques (volcaniques et désertiques) de nutriments (N, P, Fe, Si) dans des zones océaniques contrastées : LNLC, HNLC et HN-LSi-LC ; (projet LEFE-CYBER ITAliANO, 2019-2020, PI C. Ridame). Dans ce but, des observations complémentaires ont été acquises pour caractériser l'activité phytoplanctonique (production primaire et fixation de N2) en lien avec les paramètres physico-chimiques et biogéochimiques : température, salinité, CO2 total, Alcalinité, nitrates, silicates et phosphates.

Un autre volet de la campagne OISO-30, complémentaire du projet ITAliANO, était l'étude de l'impact des apports de poussières Patagoniennes dans le futur Océan Austral (projet SAGAS, P.I. M. Boyé). En effet, ces apports ont le potentiel de modifier le futur climat global en fournissant du fer (et d'autres micronutriments limitants essentiels) aux diatomées antarctiques, stimulant ainsi la pompe biologique de CO2, tel que cela a été suggéré au cours du dernier maximum glaciaire. Les projections futures indiquent une intensification de ces dépôts dans les zones subantarctique et du front polaire du fait d'une augmentation des fréquences et de la magnitude des tempêtes. Cependant la solubilité des poussières dans le futur Océan Austral, qui fournit des micronutriments disponibles pour le phytoplancton, n'est pas encore déterminée. L'impact de l'augmentation future de l'apport de poussières sur l'efficacité du système biologique (pompe à carbone) est donc peu contrainte. De plus, l'Océan Austral connaîtra d'autres changements environnementaux (augmentation de température et de pCO2, modification de lumière et diminution des macronutriments), ce qui peut également avoir un impact sur la solubilité des poussières, ainsi que sur la physiologie des diatomées. Ainsi, le projet SAGAS vise à diagnostiquer les effets individuels et interactifs d'un dépôt accru de poussière et des autres changements prédits sur la solubilité des métaux traces contenus dans les poussières de Patagonie et sur les micro-organismes Antarctiques. La campagne a été la première étape vers la résolution de ces questions. Elle s'appuyait sur des incubations menées à bord avec et sans ajout de poussières de Patagonie en présence de la communauté naturelle de phytoplancton, imitant les conditions actuelles du SO, et sur un large échantillonnage d'eau de mer filtrée qui sera utilisée pour mener des expériences sur les cinétiques de dissolution des poussières au laboratoire.

Un objectif supplémentaire était de tester la présence de nanoparticules dans la colonne d'eau, en particulier celles contenant des traces métalliques car les nanoparticules pourraient augmenter le temps de séjour de ces micronutriments et impacter leur biodisponibilité.