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141 results on '"Lacan, F."'

5. Distribution of Pa in the Atlantic sector of the Southern Ocean: Tracking scavenging during water mass mixing along neutral density surfaces

Author

Levier, M., Roy-barman, M., Foliot, L., Dapoigny, A., Lacan, F., Levier, M., Roy-barman, M., Foliot, L., Dapoigny, A., and Lacan, F.

Abstract

Dissolved and particulate Protactinium-231 (231Pa) was analyzed for samples from the BONUS GoodHope (BGH) IPY-GEOTRACES cruise in the SE Atlantic sector of the Southern Ocean (36°S-13°E to 57°S-0°, Feb.–Mar. 2008). The inflowing waters from the Atlantic Ocean fuel the Antarctic Circumpolar Current in dissolved 231Pa which is mostly removed from seawater by the biogenic silica produced by diatoms in the Southern Ocean. This scavenging flux of the 231Pa induces a meridional gradient of the 231Pa concentration and of the Th–Pa fractionation factor (FTh/Pa). We propose a first direct estimate of the 231Pa partition coefficient between suspended opal and seawater of about 1.42 ± 0.55 × 106 g/g. This partition coefficient could directly apply to simulate the particulate Pa concentration from the dissolved fraction and the opal concentration. We apply to 231Pa the isopycnal advection-diffusion-scavenging model built for Th isotopes across the ACC. This additional constraint on the model does not modify the isopycnal eddy diffusion estimate of about 1900 ± 180 m2/s at different isopycnal surfaces but suggests a higher particle settling velocity, about 1000 m/y, in the northern part of the ACC than solely derived from Th isotopes. The most different feature is the reduction by half of the estimated uncertainties among the different transport parameters just by the addition of a new constraining parameter. Moreover, this study confirms that 231Pa budget of the Atlantic Sector of Southern Ocean cannot be balanced by considering meridional transport only, and need to consider eastward export to scavenge Pa in the whole area of the Opal Belt.

Published
2023
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7. Eocene-Oligocene southwest Pacific Ocean paleoceanography new insights from foraminifera chemistry (DSDP site 277, Campbell Plateau)

Author

Hodel, F., primary, Fériot, C., additional, Dera, G., additional, De Rafélis, M., additional, Lezin, C., additional, Nardin, E., additional, Rouby, D., additional, Aretz, M., additional, Antonio, P., additional, Buatier, M., additional, Steinmann, M., additional, Lacan, F., additional, Jeandel, C., additional, and Chavagnac, V., additional

Published
2022
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11. Bioactive trace metals and their isotopes as paleoproductivity proxies: An assessment using GEOTRACES‐era data

Author

Horner, T.j., Little, S.h., Conway, T.m., Farmer, J.r., Hertzberg, J.e., Janssen, D.j., Lough, A.j.m., Mckay, J., Tessin, A., Galer, S.j.g., Jaccard, S.l., Lacan, F., Paytan, A., Wuttig, K., Members, Geotraces–pages Biological Producti, Horner, T.j., Little, S.h., Conway, T.m., Farmer, J.r., Hertzberg, J.e., Janssen, D.j., Lough, A.j.m., Mckay, J., Tessin, A., Galer, S.j.g., Jaccard, S.l., Lacan, F., Paytan, A., Wuttig, K., and Members, Geotraces–pages Biological Producti

Abstract

Phytoplankton productivity and export sequester climatically significant quantities of atmospheric carbon dioxide as particulate organic carbon through a suite of processes termed the biological pump. How the biological pump operated in the past is therefore important for understanding past atmospheric carbon dioxide concentrations and Earth’s climate history. However, reconstructing the history of the biological pump requires proxies. Due to their intimate association with biological processes, several bioactive trace metals and their isotopes are potential proxies for past phytoplankton productivity, including: iron, zinc, copper, cadmium, molybdenum, barium, nickel, chromium, and silver. Here we review the oceanic distributions, driving processes, and depositional archives for these nine metals and their isotopes based on GEOTRACES-era datasets. We offer an assessment of the overall maturity of each isotope system to serve as a proxy for diagnosing aspects of past ocean productivity and identify priorities for future research. This assessment reveals that cadmium, barium, nickel, and chromium isotopes offer the most promise as tracers of paleoproductivity, whereas iron, zinc, copper, and molybdenum do not. Too little is known about silver to make a confident determination. Intriguingly, the elements that are least sensitive to productivity may be used to trace other aspects of ocean chemistry, such as nutrient sources, particle scavenging, organic complexation, and ocean redox state. These complementary sensitivities suggest new opportunities for combining perspectives from multiple proxies that will ultimately enable painting a more complete picture of marine paleoproductivity, biogeochemical cycles, and Earth’s climate history.

Published
2021
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14. A new interlaboratory characterisation of silicon, rare earth elements and twenty-two other trace element concentrations in the natural river water certified reference material SLRS-6 (NRC-CNRC)

Author

Yeghicheyan, D., Aubert, D., Bouhnik-Le Coz, M., Chmeleff, J., Delpoux, S., Djouraev, Irina, Granier, G., Lacan, F., Piro, J. L., Rousseau, T., Cloquet, C., Marquet, A., Menniti, C., Pradoux, C., Freydier, R., da Silva, E. V., and Suchorski, K.

Subjects
CRM, interlaboratory comparison, river water reference material, ICP-MS, trace elements, rare earth elements
Abstract

The natural river water reference material SLRS-6 (NRC-CNRC) is the newest batch of a quality control material routinely used in many international environmental laboratories. This work presents a nine-laboratory compilation of measurements of major and trace element concentrations and their related uncertainties, unavailable in the NRC-CNRC certificate (B, Cs, Li, Ga, Ge, Hf, Nb, P, Rb, Rh, Re, S, Sc, Se, Si, Sn, Th, Ti, Tl, W, Y, Y, Zr and REEs). Measurements were mostly made using inductively coupled plasma-mass spectrometry. The results are compared with equivalent data for the last batch of the material, SLRS-5, measured simultaneously with SLRS-6 in this study. In general, very low concentrations, close to the quantification limits, were found in the new batch. The Sr isotopic ratio is also reported.

Published
2019

15. Global perspectives on observing ocean boundary current systems

Author

Balmaseda, M.A., Wilkin, J., Seim, H., Muglia, M., Goes, M.P., Rykaczewski, R.R., Sutton, A.J., Todd, R.E., Shannon, L., Davis, R.E., Fawcett, S.E., Gray, A.R., Plueddemann, A.J., Rodrigues, R.R., Lacan, F., Feng, M., Piola, A.R., Fassbender, A.J., Lin, X., Thompson, L., Calil, P.H., Palter, J.B., Gutiérrez, D., Chavez, F.P., Phillips, H.E., Ito, S.-I., Montes, I., Lazar, A., Centurioni, L.R., Zilberman, N.V., Volkov, D., Sprintall, J., Cronin, M.F., Clayton, S., Rudnick, D.L., Levine, N., Sloyan, B.M., Roughan, M., Archer, M., Cirano, M., Graco, M.I., Middleton, J., Lengaigne, M., Rossby, T., Zhang, D., Gupta, A.S., Escribano, R., Palevsky, H.I., Hebert, D., Dong, S., Hummels, R., Bane, J.M., Lee, C.M., Chidichimo, M.P., Curchitser, E.N., Dengler, M., Campos, E., Nagai, T., Qiu, B., DeYoung, B., Laurindo, L., Beal, L.M., Goni, G.J., Krug, M., Barth, J.A., Baringer, M.O., Arístegui, J., van der Plas, A.K., Zhang, L., Brandt, P., Saraceno, M., and CRAVATTE, S.E.

Abstract

Ocean boundary current systems are key components of the climate system, are home to highly productive ecosystems, and have numerous societal impacts. Establishment of a global network of boundary current observing systems is a critical part of ongoing development of the Global Ocean Observing System. The characteristics of boundary current systems are reviewed, focusing on scientific and societal motivations for sustained observing. Techniques currently used to observe boundary current systems are reviewed, followed by a census of the current state of boundary current observing systems globally. Next steps in the development of boundary current observing systems are considered, leading to several specific recommendations.

Published
2019
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16. Global perspectives on observing ocean boundary current systems

Author

Todd, RE, Chavez, FP, Clayton, S, CRAVATTE, SE, Goes, MP, Graco, MI, Lin, X, Sprintall, J, Zilberman, NV, Archer, M, Arístegui, J, Balmaseda, MA, Bane, JM, Baringer, MO, Barth, JA, Beal, LM, Brandt, P, Calil, PH, Campos, E, Centurioni, LR, Chidichimo, MP, Cirano, M, Cronin, MF, Curchitser, EN, Davis, RE, Dengler, M, DeYoung, B, Dong, S, Escribano, R, Fassbender, AJ, Fawcett, SE, Feng, M, Goni, GJ, Gray, AR, Gutiérrez, D, Hebert, D, Hummels, R, Ito, SI, Krug, M, Lacan, F, Laurindo, L, Lazar, A, Lee, CM, Lengaigne, M, Levine, N, Middleton, J, Montes, I, Muglia, M, Nagai, T, Palevsky, HI, Palter, JB, Phillips, HE, Piola, AR, Plueddemann, AJ, Qiu, B, Rodrigues, RR, Rossby, T, Roughan, M, Rudnick, DL, Rykaczewski, RR, Saraceno, M, Seim, H, Gupta, AS, Shannon, L, Sloyan, BM, Sutton, AJ, Thompson, LA, van der Plas, AK, Volkov, D, Wilkin, J, Zhang, D, Zhang, L, Todd, RE, Chavez, FP, Clayton, S, CRAVATTE, SE, Goes, MP, Graco, MI, Lin, X, Sprintall, J, Zilberman, NV, Archer, M, Arístegui, J, Balmaseda, MA, Bane, JM, Baringer, MO, Barth, JA, Beal, LM, Brandt, P, Calil, PH, Campos, E, Centurioni, LR, Chidichimo, MP, Cirano, M, Cronin, MF, Curchitser, EN, Davis, RE, Dengler, M, DeYoung, B, Dong, S, Escribano, R, Fassbender, AJ, Fawcett, SE, Feng, M, Goni, GJ, Gray, AR, Gutiérrez, D, Hebert, D, Hummels, R, Ito, SI, Krug, M, Lacan, F, Laurindo, L, Lazar, A, Lee, CM, Lengaigne, M, Levine, N, Middleton, J, Montes, I, Muglia, M, Nagai, T, Palevsky, HI, Palter, JB, Phillips, HE, Piola, AR, Plueddemann, AJ, Qiu, B, Rodrigues, RR, Rossby, T, Roughan, M, Rudnick, DL, Rykaczewski, RR, Saraceno, M, Seim, H, Gupta, AS, Shannon, L, Sloyan, BM, Sutton, AJ, Thompson, LA, van der Plas, AK, Volkov, D, Wilkin, J, Zhang, D, and Zhang, L

Abstract

Ocean boundary current systems are key components of the climate system, are home to highly productive ecosystems, and have numerous societal impacts. Establishment of a global network of boundary current observing systems is a critical part of ongoing development of the Global Ocean Observing System. The characteristics of boundary current systems are reviewed, focusing on scientific and societal motivations for sustained observing. Techniques currently used to observe boundary current systems are reviewed, followed by a census of the current state of boundary current observing systems globally. Next steps in the development of boundary current observing systems are considered, leading to several specific recommendations.

Published
2019

17. Bioactive Trace Metals and Their Isotopes as Paleoproductivity Proxies: An Assessment Using GEOTRACES-Era Data.

Author

Horner, T. J., Little, S. H., Conway, T. M., Farmer, J. R., Hertzberg, J. E., Janssen, D. J., Lough, A. J. M., McKay, J. L., Tessin, A., Galer, S. J. G., Jaccard, S. L., Lacan, F., Paytan, A., and Wuttig, K.

Subjects
TRACE metals, CHROMIUM isotopes, ATMOSPHERIC carbon dioxide, ISOTOPES, COLLOIDAL carbon, CHROMIUM, BIOGEOCHEMICAL cycles
Abstract

Phytoplankton productivity and export sequester climatically significant quantities of atmospheric carbon dioxide as particulate organic carbon through a suite of processes termed the biological pump. Constraining how the biological pump operated in the past is important for understanding past atmospheric carbon dioxide concentrations and Earth's climate history. However, reconstructing the history of the biological pump requires proxies. Due to their intimate association with biological processes, several bioactive trace metals and their isotopes are potential proxies for past phytoplankton productivity, including iron, zinc, copper, cadmium, molybdenum, barium, nickel, chromium, and silver. Here, we review the oceanic distributions, driving processes, and depositional archives for these nine metals and their isotopes based on GEOTRACES-era datasets. We offer an assessment of the overall maturity of each isotope system to serve as a proxy for diagnosing aspects of past ocean productivity and identify priorities for future research. This assessment reveals that cadmium, barium, nickel, and chromium isotopes offer the most promise as tracers of paleoproductivity, whereas iron, zinc, copper, and molybdenum do not. Too little is known about silver to make a confident determination. Intriguingly, the trace metals that are least sensitive to productivity may be used to track other aspects of ocean chemistry, such as nutrient sources, particle scavenging, organic complexation, and ocean redox state. These complementary sensitivities suggest new opportunities for combining perspectives from multiple proxies that will ultimately enable painting a more complete picture of marine paleoproductivity, biogeochemical cycles, and Earth's climate history. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2021
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18. Sources of dissolved iron to oxygen minimum zone waters on the Senegalese continental margin in the tropical North Atlantic Ocean: Insights from iron isotopes

Author

Klar, J. K., Schlosser, Christian, Milton, J. A., Woodward, E. M. S., Lacan, F., Parkinson, I. J., Achterberg, Eric P., James, R. H., Klar, J. K., Schlosser, Christian, Milton, J. A., Woodward, E. M. S., Lacan, F., Parkinson, I. J., Achterberg, Eric P., and James, R. H.

Abstract

Oxygen minimum zones (OMZs) cover extensive areas of eastern boundary ocean regions and play an important role in the cycling of the essential micronutrient iron (Fe). The isotopic composition of dissolved Fe (dFe) in shelf and slope waters on the Senegalese margin was determined to investigate the processes leading to enhanced dFe concentrations (up to 2 nM) in this tropical North Atlantic OMZ. On the shelf, the delta Fe-56 value of dFe (relative to the reference material IRMM-014) was as low as -0.33 parts per thousand, which can be attributed to input of dFe from both reductive and nonreductive dissolution of sediments. Benthic inputs of dFe are subsequently upwelled to surface waters and recycled in the water column by biological uptake and remineralisation processes. Remineralised dFe is characterised by relatively high delta Fe-56 values (up to + 0.41 parts per thousand), and the contribution of remineralised Fe to the total dFe pool increases with distance from the shelf. Remineralisation plays an important role in the redistribution of dFe that is mainly supplied by benthic and atmospheric inputs, although dust inputs, estimated from dissolved aluminium concentrations, were low at the time of our study (2-9 nmol dFe m(-2) d(-1)). As OMZs are expected to expand as climate warms, our data provide important insights into Fe sources and Fe cycling in the tropical North Atlantic Ocean.

Published
2018
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20. Estimating groundwater discharge in the coastal lagoons of La Palme and Salses-Leucate along the French Mediterranean coastline by using radium isotopes

Author

van Beek, Pieter, Tamborski, Joseph, Bejannin, Simon, Marc, Souhaut, Garcia-Orellanac, Jordi, Stieglitz, Thomas, Claude, Christelle, Radakovitch, Olivier, Lacan, F., Crispi, Olivier, Pujo-Pay, Mireille, Conan, Pascal, Caparros, Jocelyne, Gueneugues, Audrey, Monin, Christophe, Seidel, J.L., Anschutz, Pierre, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC), Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Karst et aquifères hétérogènes - Hydrogéologie et transferts (Karst), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Subjects
[SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology
Abstract

International audience; Although submarine groundwater discharge (SGD) has been investigated in many places of the world, very fewstudies were conducted along the French Mediterranean coastline, despite presence of several well-known karsticsprings. Almost no information is available on the fluxes of water and chemical elements associated with thesesystems and on their potential impact on the geochemical cycling and ecosystems of the coastal zones. In this study,we report airborne thermal infrared (TIR) images that allowed us to locate fresh groundwater inputs in the coastallagoons of La Palme and Salses-Leucate. The four radium isotopes (223Ra, 224Ra, 226Ra, 228Ra) were analyzedin these coastal lagoons and along transects conducted on board RV NEREIS II between the coast and offshore(between 200 m and 8 km). We also analyzed major elements, nutrients (nitrates, phosphates and silicates), DIC,DOC, DON, DOP, as well as several trace elements in these water samples. A mass balance of radium isotopeswas used to quantify SGD fluxes and to determine the fluxes of nutrients and other chemical species associatedwith SGD. Ra isotopes were also used to estimate the residence time of the waters in the lagoons.

Published
2017

22. GEOTRACES intercalibration of neodymium isotopes and rare earth element concentrations in seawater and suspended particles. Part 1: reproducibility of results for the international intercomparison

Author

van de Flierdt, T, Pahnke, K, Amakawa, H, Andersson, P, Basak, C, Coles, B, Colin, C, Crocket, K, Frank, M, Frank, N, Goldstein, S, Goswami, V, Haley, B, Hathorne, E, Hemming, SR, Henderson, G, Jeandel, C, Jones, K, Kreissig, K, Lacan, F, Lambelet, M, Martin, E, Newkirk, DR, Obata, H, and Pena, L

Abstract

One of the key activities during the initial phase of the international GEOTRACES program was an extensive international intercalibration effort, to ensure that results for a range of trace elements and isotopes (TEIs) from different cruises and from different laboratories can be compared in a meaningful way. Here we present the results from the intercalibration efforts on neodymium isotopes and rare earth elements in seawater and marine particles. Fifteen different laboratories reported results for dissolved 143Nd/144Nd ratios in seawater at three different locations (BATS 15 m, BATS 2000 m, SAFe 3000 m), with an overall agreement within 47 to 57 ppm (2σ standard deviation of the mean). A similar agreement was found for analyses of an unknown pure Nd standard solution carried out by 13 laboratories (56 ppm), indicating that mass spectrometry is the main variable in achieving accurate and precise Nd isotope ratios. Overall, this result is very satisfactory, as the achieved precision is a factor of 40 better than the range of Nd isotopic compositions observed in the global ocean. Intercalibration for dissolved rare earth element concentrations (REEs) by six laboratories for two water depths at BATS yielded a reproducibility of 15% or better for all REE except Ce, which seems to be the most blank-sensitive REE. Neodymium concentrations from 12 laboratories show an agreement within 9%, reflecting the best currently possible reproducibility. Results for Nd isotopic compositions and REE concentrations on marine particles are inconclusive, and should be revisited in the future. © 2012, by the American Society of Limnology and Oceanography, Inc.

Published
2016

23. Iron sources and dissolved-particulate interactions in the seawater of the Western Equatorial Pacific, iron isotope perspectives

Author

Labatut, M., Lacan, F., Pradoux, C., Chmeleff, J., Radic, A., Murray, J. W., Poitrasson, Franck, Johansen, A. M., Thil, F., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géosciences Environnement Toulouse (GET), School of Oceanography [Seattle], University of Washington [Seattle], Central Washington University, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géochrononologie Traceurs Archéométrie (GEOTRAC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Subjects
particles, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Papua New Guinea, GEOTRACES, equatorial Pacific, iron isotopes, seawater
Abstract

This work presents iron isotope data in the western equatorial Pacific. Marine aerosols and top core margin sediments display a slightly heavy Fe isotopic composition (Fe-56) of 0.330.11 (2SD) and 0.140.07, respectively. Samples reflecting the influence of Papua New Guinea runoff (Sepik River and Rabaul volcano water) are characterized by crustal values. In seawater, Fe is mainly supplied in the particulate form and is found with a Fe-56 between -0.49 and 0.34 +/- 0.07 parts per thousand. The particulate Fe seems to be brought mainly by runoff and transported across continental shelves and slopes. Aerosols are suspected to enrich the surface Vitiaz Strait waters, while hydrothermal activity likely enriched New Ireland waters. Dissolved Fe isotopic ratios are found between -0.03 and 0.53 +/- 0.07 parts per thousand. They are almost systematically heavier than the corresponding particulate Fe, and the difference between the signature of both phases is similar for most samples with Fe-56(DFe-PFe)=+0.27 +/- 0.25 parts per thousand (2SD). This is interpreted as an equilibrium isotopic fractionation revealing exchange fluxes between both phases. The dissolved phase being heavier than the particles suggests that the exchanges result in a net nonreductive release of dissolved Fe. This process seems to be locally significantly more intense than Fe reductive dissolution documented along reducing margins. It may therefore constitute a very significant iron source to the ocean, thereby influencing the actual estimation of the iron residence time and sinks. The underlying processes could also apply to other elements.

Published
2014

25. Les isotopes du fer en tant que traceur des cycles biogéochimiques dans l'océan et à ses interfaces

Author

Lacan, F., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Jerôme Viers, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Ocean, géochimie marine, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, eau de mer, cadmium, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, néodyme, isotopes, fer, sédiments
Abstract

Le fer est nécessaire à la vie. Alors qu'il se trouve en abondance à la surface terrestre, il est extrêmement rare à la surface de l'océan (quelques nanogrammes par litre d'eau de mer), de sorte qu'il y limite la production primaire dans de nombreuses régions et donc le pompage du CO2 atmosphérique par l'océan. Le cycle océanique du fer est donc un maillon essentiel du système climatique. Alors que depuis une trentaine d'années les biogéochimistes marins ont concentré leurs efforts sur l'étude des concentrations de fer dans l'océan, il est devenu possible, depuis quelques années, d'étudier les isotopes du fer dans l'océan. Nous verrons en quoi ces isotopes nous apportent de nouvelles informations sur les sources de fer à l'océan et sur son cycle au sein de l'océan.

Published
2013

26. Rare earth element concentrations and Nd isotopes in the Southeast Pacific Ocean

Author

Jeandel, C., Delattre, H., Grenier, Mélanie, Pradoux, C., Lacan, F., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Rare Earth Elements, Nd isotopes, marine geochemistry, Boundary Exchange, Ridge Exchange
Abstract

International audience; Three vertical profiles of rare earth element concentrations and Nd isotopic compositions have been measured in the remote southeast Pacific Ocean. The three stations represent contrasting environments: the oligotrophic center of the gyre (station GYR), the “transition zone” east of the South Tropical Front (station EGY), and the Peru-Chile upwelling marked by a pronounced oxygen minimum (station UPX). Rare earth concentrations display nutrient like vertical profiles except at UPX where surface waters are enriched. At this station Nd isotopic compositions are clearly more radiogenic than in the open ocean, suggesting that boundary exchange process is releasing lithogenic rare earth element from the volcanic Andes. Unexpected radiogenic values (eNd reaching –3.7) are also observed at 2000 m at station GYR in the Upper Circumpolar Deep Water that commonly have eNd values around –6. Exchange processes related to hydrothermal activity are suspected to produce this increase in eNd in the vicinity of the East Pacific Rise. These results provide some guidance for higher resolution studies planned in this region by the international GEOTRACES program.

Published
2013

27. From the subtropics to the central equatorial Pacific Ocean : neodymium isotopic composition and rare earth element concentration variations

Author

Grenier, Mélanie, Jeandel, C., Lacan, F., Vance, D., Venchiarutti, C., Cros, A., Cravatte, Sophie, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), School of Earth Sciences [Bristol], University of Bristol [Bristol], Joint Research Center, Institute for Reference Materials and Measurements, Interactions et dynamique des environnements de surface (IDES), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Abstract

Neodymium isotopic compositions (epsilon(Nd)) and rare earth element (REE) concentrations were measured for filtered surface to deep waters (112 samples) in the Southern Tropical Pacific. The relatively detailed picture of these tracer distributions allowed us to refine the areas where oceanic epsilon(Nd) variations occur. epsilon(Nd) values increase for most of the water masses flowing from Samoa to the Solomon Sea and in the Papua New Guinea (PNG) area, as already observed. Furthermore, water masses arriving from the eastern equatorial Pacific (200-550m depth) also revealed radiogenic values, possibly acquired in the vicinity of the South American coasts and Galapagos Islands. These epsilon(Nd) variations affect the whole water column. The most likely process causing such variations is "boundary exchange" between the numerous radiogenic slopes/margins located in this area and seawater flowing past. Dissolution of atmospheric deposition and/or diffuse streaming of volcanic ash are also suggested to explain the radiogenic epsilon(Nd) observed at the surface in the PNG area. Interestingly, a positive europium (Eu) anomaly characterizes the normalized REE patterns of most of the studied water masses. This anomaly is consistent with the REE patterns of sediment and rock samples that are potential sources for the local waters. Such consistency reinforces the hypothesis that lithogenic sources play a major role in the oceanic REE budget, thanks to "boundary exchange." The data set presented here is a good basis for further sampling that will be realized in the framework of the ongoing GEOTRACES program (www.geotraces.org).

Published
2013

28. GEOTRACES IC1 (BATS) contamination-prone trace element isotopes Cd, Fe, Pb, Zn, Cu, and Mo intercalibration

Author

Boyle, E.A., John, S., Abouchami, W., Adkins, J.F., Echegoyen-Sanz, Y., Ellwood, M., Flegal, R., Fornace, K., Gallon, C., Galer, S., Gault-Ringold, M., Lacan, F., Radic, A., Rehkamper, M., Rouxel, Olivier, Sohrin, Y., Stirling, C., Thompson, C., Vance, D., Xue, Z., Zhao, Y., Massachusetts Institute of Technology (MIT), Division of Geological and Planetary Sciences [Pasadena], California Institute of Technology (CALTECH), Max Planck Institute for Chemistry (MPIC), Max-Planck-Gesellschaft, Austalian National University, Australian National University (ANU), University of California [Santa Cruz] (UCSC), University of California, Department of Chemistry [Dunedin], University of Otago [Dunedin, Nouvelle-Zélande], Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imperial College London, Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Kyoto University [Kyoto], School of Earth Sciences [Bristol], University of Bristol [Bristol], University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz), University of California (UC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Kyoto University

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Abstract

International audience; We report data on the isotopic composition of cadmium, copper, iron, lead, zinc, and molybdenum at the GEOTRACES IC1 BATS Atlantic intercalibration station. In general, the between lab and within-lab precisions are adequate to resolve global gradients and vertical gradients at this station for Cd, Fe, Pb, and Zn. Cd and Zn isotopes show clear variations in the upper water column and more subtle variations in the deep water; these variations are attributable, in part, to progressive mass fractionation of isotopes by Rayleigh distillation from biogenic uptake and/or adsorption. Fe isotope variability is attributed to heavier crustal dust and hydrothermal sources and light Fe from reducing sediments. Pb isotope variability results from temporal changes in anthropogenic source isotopic compositions and the relative contributions of U.S. and European Pb sources. Cu and Mo isotope variability is more subtle and close to analytical precision. Although the present situation is adequate for proceeding with GEOTRACES, it should be possible to improve the within-lab and between-lab precisions for some of these properties.

Published
2012

29. GEOTRACES intercalibration of neodymium isotopes and rare earth element concentrations in seawater and suspended particles. Part 1: reproducibility of results for the international intercomparison

Author

van de Flierdt, T, Pahnke, K, Amakawa, H, Andersson, P, Basak, C, Coles, B, Colin, C, Crocket, K, Frank, M, Frank, N, Goldstein, SL, Goswami, V, Haley, BA, Hathorne, EC, Hemming, SR, Henderson, GM, Jeandel, C, Jones, K, Kreissig, K, Lacan, F, Lambelet, M, Martin, EE, Newkirk, DR, Obata, H, Pena, L, Piotrowski, AM, Pradoux, C, Scher, HD, Schoberg, H, Singh, SK, Stichel, T, Tazoe, H, Vance, D, Yang, J, and Partici, GEOTRACESI

Abstract

One of the key activities during the initial phase of the international GEOTRACES program was an extensive international intercalibration effort, to ensure that results for a range of trace elements and isotopes (TEIs) from different cruises and from different laboratories can be compared in a meaningful way. Here we present the results from the intercalibration efforts on neodymium isotopes and rare earth elements in seawater and marine particles. Fifteen different laboratories reported results for dissolved 143Nd/144Nd ratios in seawater at three different locations (BATS 15 m, BATS 2000 m, SAFe 3000 m), with an overall agreement within 47 to 57 ppm (2σ standard deviation of the mean). A similar agreement was found for analyses of an unknown pure Nd standard solution carried out by 13 laboratories (56 ppm), indicating that mass spectrometry is the main variable in achieving accurate and precise Nd isotope ratios. Overall, this result is very satisfactory, as the achieved precision is a factor of 40 better than the range of Nd isotopic compositions observed in the global ocean. Intercalibration for dissolved rare earth element concentrations (REEs) by six laboratories for two water depths at BATS yielded a reproducibility of 15% or better for all REE except Ce, which seems to be the most blank-sensitive REE. Neodymium concentrations from 12 laboratories show an agreement within 9%, reflecting the best currently possible reproducibility. Results for Nd isotopic compositions and REE concentrations on marine particles are inconclusive, and should be revisited in the future. © 2012, by the American Society of Limnology and Oceanography, Inc.

Published
2012

30. Optimising the Replication Quality of Polymer Injection-Moulded Microneedles on the Impress Platform

Author

S. Dessors, H. Eigenbrod, M. Moguedet, Lacan F, Steglich D, and Bambury E

Subjects
Materials science, Functional features, media_common.quotation_subject, Photovoltaic system, Nanotechnology, Injection moulding, Quality (business), Nano sized, Manufacturing engineering, Replication (computing), media_common
Abstract

This paper presents the work done within the IMPRESS project on the development of a technological injection moulding platform for the serial production of plastic components incorporating micro or nano scale functional features. Halfway through the duration of project, this platform built using the latest advanced in moulding technologies (injection moulding machine, online metrology equipment, online cleaning technology, and rapid heat and cool technologies) is ready for replication trials and some initial results are now available. The methodology elaborated jointly by PEP and Fraunhofer-IPA has emphasised the need to optimise the platform’s numerous technologies processing parameters for the successful replication of micro and nano sized features. Using an array of microneedles as a case study some of the key moulding parameters have been identified. Due to the multitude of equipments, several Design of Experiments are required to optimise the moulding parameters of the three IMPRESS demonstrators: patch of hollow micro needles for drug delivery, patterned cell culture slide for genetic analysis and anti-reflective solar cell housing for photovoltaic modules.

Published
2012

31. Les Éléments Chimiques Et Isotopes, Traceurs Des Échanges Terre-Mer

Author

Jeandel, C., Van Beek, P., Lacan, F., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and André Monaco, Patrick Prouzet

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Abstract

La complexité est une propriété intrinsèque des systèmes naturels. Dans le système océanique, elle est liée aux nombreuses interactions avec l'atmosphère, la géosphère et la biosphère avec lesquelles il échange énergie et matière. Cet ouvrage présente, à différentes échelles spatio-temporelles, les mécanismes hydrodynamiques de ces échanges et la dynamique des éléments et composés, qu'ils soient impliqués dans les cycles biogéochimiques ou utilisés comme traceurs. Par son approche pédagogique, il définit les termes, les méthodes, les techniques et les outils d'analyse utilisés. Puis, il analyse les conséquences des changements climatiques, les projections futures, l'impact anthropique et la notion d'écosystème introduite avec la composante pélagique planctonique. La série Mer et Océan propose une approche transversale du système océanique qui conduit à la gouvernance, à la gestion durable des ressources et à l'adaptation des sociétés.

Published
2011

32. ORIGINAL STUDY OF THE EQUATORIAL PACIFIC OCEAN FERTILIZATION BASED ON A LAGRANGIAN SIMULATION OF THE CIRCULATION COUPLED TO ND ISOTOPIC COMPOSITION AND RARE EARTH ELEMENT CONCENTRATION DATA

Author

Grenier, M., Jeandel, C., Durand, Franck, Lacan, F., Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
[SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography
Abstract

participants; The Equatorial Pacific Ocean thermocline is mostly fed and fertilized by the Equatorial UnderCurrent (EUC), which is carrying thermocline waters originating from the Southwest Tropical Pacific Ocean. Circulation in the Coral, Solomon and Bismark Seas is particularly complex, mostly due to the topography that concentrate the broad currents into narrow and swift jets. Here we used the lagrangian tool ARIANE (www.univbrest.fr/lpo/ariane/), that integrates ouputs of a ¼° global OGCM, allowing us to reconstruct pathways of “virtual tracers”. Seasonal and interanual variations of this complex circulation have been investigated. The numerical results are confronted to in situ observations of lithogenic tracers, Nd isotopic composition (IC) and REEs concentration in the same area and at locations considered by the model. ARIANE simulations show that in situ stations in the Coral Sea and in the Bismark Sea are connected by the thermocline currents, which flow from the southernmost station towards the northern ones. The Solomon Sea station seems to be on a different streamline. Using the simulated transports allowed us to refine the rates of input of the lithogenic tracers into the EUC. New Nd IC and REE data obtained in the Coral Sea confirm the occurrence of lithogenic element supplies and scavenging in Coral and Bismark Seas, initially suggested by Lacan and Jeandel (2001) and Cros (2008), although these authors used a very rough approach of the circulation. Furthermore, lithogenic supplies appear to occur between South-Eastern Pacific and the Coral Sea. We also noticed a progressive enrichment in the Coral Sea, then in the Bismark Sea. These results stand in contrast with past interpretations which located most of enrichments in the Bismark Sea. These conclusions drawn for thermocline waters bound to the EUC also hold for surface and intermediate waters. This work underlines that associating virtual and real tracer analysis could be a good track for the future of the data-model synergy in GEOTRACES.

Published
2010

33. Iron fertilization of the EUC: coupled tracer/modeling approach

Author

Grenier, Mélanie, Cravatte, Sophie, Jeandel, Catherine, Durand, Fabien, Lacan, F., Mélet, Angélique, Cros, A., Venchiarutti, Célia, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), and Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Published
2010

35. Influence of particle size and type on 231Pa and 230Th simulation with a global coupled biogeochemical-ocean general circulation model: A first approach

Author

Dutay, J. C., Lacan, F., Roy-Barman, M., Bopp, L., Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modélisation du climat (CLIM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Géochimie Des Impacts (GEDI), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Abstract

International audience; The oceanic distributions of 231Pa and 230Th are simulated with the global coupled biogeochemical-ocean general circulation model NEMO-PISCES. These natural nonconservative tracers, which are removed from the water column by reversible scavenging processes onto particles, have been used to study modern and past ocean circulation. Our model includes three different types of particles: particulate organic matter (POM), calcium carbonate (CaCO3), and biogenic silica (BSi). It also considers two particle classes: small particles (POM) that sink slowly (3 m/d) and large particles (POM, CaCO3, BSi) that sink much more rapidly (50 m/d to 200 m/d) in the water column. 231Pa and 230Th are simulated with a reversible scavenging model that uses partition coefficients between dissolved and particulate phases that depend on particle type and size. Model results are then compared with 231Pa and 230Th observations in the water column and modern sediments. A preliminary evaluation of the particle fields simulated by the PISCES model has revealed that particle concentrations are reasonable at the surface but largely underestimated in the deep ocean. Largely to compensate for this, we find it necessary to use partition coefficients that vary as a function of particle size by significantly more that observed to obtain relatively realistic results. In the water column, 231Pa and 230Th fluxes are mainly controlled by the slowly sinking particles and partition coefficients need to be parameterized as a function of particle flux, as suggested by observations. Considering discrepancies between the modeling particle fields and those observed, we were forced to use exaggerated values for partition coefficients in order to get realistic tracer distributions. These 231Pa and 230Th simulations have provided an opportunity to propose some future developments of the PISCES model, in order to make progress in the simulation of trace elements. Assigning calcium carbonate, biogenic silica, and aluminosilicates to the small particle pool represents a credible approach to increase its concentration and subsequently simulate realistic tracer distributions in the water column using reasonable values for the partition coefficients, as well as a realistic fractionation in the sediments at all depths.

Published
2009

36. Influence of the Atlantic thermohaline circulation on neodymium isotopic composition at the Last Glacial Maximum – a modelling sensitivity study

Author

arsouze, thomas, Dutay, J.-C., Kageyama, M., Lacan, F., Alkama, R., Marti, O., Jeandel, C., Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, 13. Climate action, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

International audience; The oceanic neodymium isotopic composition (hereafter expressed as e Nd) is modeled for the Last Glacial Maximum (LGM) using the coarse resolution Ocean Global Circulation Model NEMO–ORCA2°. This study focuses on the impact of changes in the overturning cell and circulation patterns between LGM and Holocene on e Nd in the Atlantic basin. Three different LGM freshwater forcing experiments are performed to test the variability in e Nd oceanic distribution as a function of ocean circulation. Highly distinct representations of ocean circulation are generated in the three simulations, which drive significant differences in e Nd, particularly in deep waters of the western part of the basin. However, mean Atlantic LGM e Nd values are remain half a unit more radiogenic than for the modern control run. A fourth experiment shows that changes in Nd sources and bathymetry drive a shift in the e Nd signature of Northern end-members (NADW or GNAIW glacial equivalent) that is sufficient to explain the shift in mean e Nd during our LGM simulations. None of our three LGM circulation scenarios gives a better agreement with the existing e Nd paleo-data, as the model fails in reproducing the dynamical features of the area. Therefore, this study cannot indicate the likelihood of a given LGM oceanic circulation scenario. Rather, our modeling results highlight the need for data from western Atlantic deep waters, where the e Nd gradient in the three LGM scenarios is the most important (up to 3 e Nd). This would also aid more precise conclusions concerning the north end-member e Nd signature evolution, and thus the potential use of e Nd as a tracer of past oceanic circulation.

Published
2008

37. Dissolved Rare Earth Elements Trace Terrigeneous Inputs in the Wake of the Kerguelen Island (Southern Ocean)

Author

Zhang, Y., Lacan, F., Jeandel, C., Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere
Published
2008

38. Cadmium isotopic composition in seawater and phytoplankton culture experiments

Author

Lacan, F., François, Raoul, Ji, Y., Sherrell, R., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Institute of Marine and Coastal Sciences and Department of Geological Sciences, Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), and Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2006

39. Acquisition of the neodymium isotopic composition of the North Atlantic Deep Water

Author

Lacan, F, Jeandel, C, GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, North Atlantic Deep Water, rare earth elements, sediment seawater interaction, neodymium isotopic composition, boundary exchange, water mass
Abstract

The North Atlantic Deep Water (NADW) neodymium isotopic composition (Nd IC) is increasingly used in oceanography and paleoceanography to trace large-scale circulation and weathering processes, notably to investigate past variations of the global thermohaline circulation. Although the present-day NADW Nd IC is well characterized at e Nd = À13.5, the acquisition of this isotopic signature (in other words, the causes of this value) has so far been very sparsely documented. Such an understanding is, however, fundamental to the interpretation of paleo records. Nd IC and rare earth element concentrations were measured at 9 stations within the North Atlantic Subpolar Gyre (SIGNATURE cruise, summer 1999). The comparison of this data set with our understanding of water mass circulation provides a description of how the three layers constituting the NADW, the Labrador Sea Water (LSW, e Nd = À13.9 ± 0.4), North East Atlantic Deep Water (NEADW, e Nd À13.2 ± 0.4), and North West Atlantic Bottom Water (NWABW, e Nd À14.5 ± 0.4), acquire their Nd IC through distinct water mass mixings and lithogenic inputs. These different mechanisms, acting upon water masses from very diverse sources, seem to bring the Nd IC of the three NADW layers to values close together and similar to that of the NADW. It is suggested that sediment/seawater interactions significantly lower the NEADW and NWABW Nd IC along the South East Greenland margin. Since these interactions do not significantly modify the Nd content of these water masses, sediment remobilizations leading to the Nd IC variations are probably associated with Nd removal fluxes from the water mass toward the sediment, a process called boundary exchange. On the other hand, LSW seems to acquire its Nd IC from the Subpolar Mode Waters from which it is formed by deep convection, and no other mechanism needs to be invoked. Its unradiogenic signature could ultimately be linked to fresh water runoff from the Canadian Shield. These conclusions should allow more precise interpretations of paleoceanographic Nd IC records, taking into account the distinct histories of the three NADW layers, including distinct water mass mixings and distinct lithogenic inputs. Components: 12,506 words, 6 figures, 4 tables.

Published
2005

40. Neodymium isotopic composition and rare earth element concentration in the deep and intermediate Nordic Seas: constraints on the Iceland Scotland Overflow Water signature

Author

Lacan, F., Jeandel, C., Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
sediment water mass interactions, Iceland Scotland Overflow Water, rare earth, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, paleoceanography, North Atlantic, neodymium isotopic composition, Nordic Seas, water masses, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, geochemistry
Abstract

Neodymium isotopic composition and rare earth element concentrations were measured in seawater samples from eleven stations in the Nordic Seas. These data allow us to study how the Iceland Scotland Overflow Water ( ISOW) acquires its neodymium signature in the modern ocean. The waters overflowing the Faroe Shetland channel are characterized by epsilon(Nd) = -8.2 +/- 0.6, in good agreement with the only other data point, published 19 years ago. In the Greenland and Iceland Seas the water masses leading to the formation of the ISOW display lower neodymium isotopic composition, with epsilon(Nd) around -11 and -9, respectively. Since no water masses in the Nordic Seas are characterized by epsilon(Nd) > -8, the radiogenic signature of the ISOW likely reflects inputs from the highly radiogenic Norwegian Basin basaltic margins ( Jan-Mayen, Iceland, Faroe, with epsilon(Nd) approximate to + 7). In addition to the neodymium isotopic composition, the rare earth element patterns suggest that these inputs occur via the remobilization ( which includes resuspension and dissolution) of sediments deposited on the margins. Whereas the neodymium isotopic composition behaves conservatively in the oceans in the absence of lithogenic inputs, and can be used as a water mass tracer, these results emphasize the role of interactions, between sediments deposited on margins and seawater, in the acquisition of the neodymium isotopic composition of water masses. These results should allow a better use of this parameter to trace the present and the past circulation in the North Atlantic.

Published
2004

42. Nordic Seas and Subarctic Atlantic water masses traced by neodymium isotopes

Author

Lacan, F., GEOMAR LEGOS, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paul Sabatier - Toulouse III, Catherine Jeandel, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Atlantic Nord, North Atlantic, interactions continent/océan, érosion, traceurs isotopiques, water masses, isotopic tracers, néodyme, masses d'eau, boundary exchange, neodymium
Abstract

The neodymium isotopic composition (Nd I.C.) is a tracer of oceanic circulation and of ocean/continent matter exchanges. We measured this parameter in almost 200 seawater samples from the Nordic Seas (Greenland, Iceland and Norwegian) and the Subarctic Atlantic (north of 50°N). The interpretation of these data in relation with the hydrology and the geology of the studied area allowed to improve our knowledge of the circulation and the tracer Nd CI.The study of the isotopic signature of the Subarctic Intermediate Water (SAIW), the Norwegian Sea Deep Water and the Subpolar Mode Water (SPMW) allowed us to better understand their history (pathways, mixings). In particular, we confirm the SAIW originates in the Labrador Current and we suggest that the SPMW is the result of a two end-member mixture : Central North Atlantic Water and waters from the Labrador Current.Nd I.C. are in good agreement with the commonly accepted scenarios of the formation of the upper and lower layers of the North Atlantic Deep Water (NADW). On the other hand they suggest a North East Atlantic Deep Water composition significantly different from that of the middle layer of the NADW. This point will require further studies.We firmly confirm that the Nd IC is conservative in the absence of terrigeneous input. We show the influence of granitic derived sediments on water masse Nd I.C. and confirm that of basaltic derived sediments. We suggest that the Nd IC partially lost the memory of water mass history during sediment/ocean interactions, within high hydraulic energy areas.Lastly, we suggest that passed erosion variations would modify NADW signature as much as or maybe more than circulation variations.; La composition isotopique de néodyme (C.I. de Nd) est un traceur de circulation océanique et d'échanges de matière océan/continent. Nous avons mesuré cette grandeur sur près de 200 échantillons d'eau de mer des mers Nordiques (Groenland, Islande, Norvège) et de l'Atlantique Subarctique (au nord de 50°N). L'interprétation de ces données en relation avec l'hydrologie et la géologie de la zone d'étude a permis d'améliorer notre connaissance de la circulation et du traceur CI de Nd.L'étude des signatures isotopiques de l'Eau Subarctique Intermédiaire (SAIW), de l'Eau Profonde de la Mer de Norvège et de l'Eau Modale Subpolaire (SPMW) nous a permis de préciser leur histoire (trajectoires, mélanges). En particulier, nous confirmons que l'origine de la SAIW se trouve dans le courant du Labrador et nous suggérons que la SPMW résulte d'un mélange à deux pôles : l'Eau Centrale Nord Atlantique et des eaux provenant du courant du Labrador.Les C.I. de Nd sont en accord avec les schémas admis pour la formation des couches supérieure et inférieure de l'Eau Profonde Nord Atlantique (NADW). En revanche, elles suggèrent une composition de l'Eau Profonde Nord Est Atlantique significativement différente de celle de la couche centrale de la NADW. Ce point nécessitera des études complémentaires.Nous confirmons robustement la conservativité de la CI de Nd à l'abri d'influence terrigène. Nous mettons en évidence l'influence de sédiments d'origine cristalline sur la C.I. de Nd des masses d'eau et confirmons celle de sédiments d'origine basaltique. Nous suggérons que la CI de Nd perd partiellement la mémoire de l'histoire des masses d'eau lors d'interactions sédiment/océan, dans des zones de forte énergie hydraulique.Enfin nous suggérons que des variations de taux d'érosion dans le passé modifieraient la signature de la NADW, au même titre que des variations de circulation, si ce n'est d'avantage.

Published
2002

45. GEOTRACES IC1 (BATS) contamination-prone trace element isotopes Cd, Fe, Pb, Zn, Cu, and Mo intercalibration

Author

Boyle, Edward A., John, Seth, Abouchami, Wafa, Adkins, Jess, Echegoyen-Sanz, Yolanda, Ellwood, Michael, Flegal, A Russell, Fornace, K., Gallon, C, Galer, S., Gault-Ringold, M., Thompson, Claire, Lacan, F, Boyle, Edward A., John, Seth, Abouchami, Wafa, Adkins, Jess, Echegoyen-Sanz, Yolanda, Ellwood, Michael, Flegal, A Russell, Fornace, K., Gallon, C, Galer, S., Gault-Ringold, M., Thompson, Claire, and Lacan, F

Abstract

We report data on the isotopic composition of cadmium, copper, iron, lead, zinc, and molybdenum at the GEOTRACES IC1 BATS Atlantic intercalibration station. In general, the between lab and within-lab precisions are adequate to resolve global gradients and vertical gradients at this station for Cd, Fe, Pb, and Zn. Cd and Zn isotopes show clear variations in the upper water column and more subtle variations in the deep water; these variations are attributable, in part, to progressive mass fractionation of isotopes by Rayleigh distillation from biogenic uptake and/or adsorption. Fe isotope variability is attributed to heavier crustal dust and hydrothermal sources and light Fe from reducing sediments. Pb isotope variability results from temporal changes in anthropogenic source isotopic compositions and the relative contributions of U.S. and European Pb sources. Cu and Mo isotope variability is more subtle and close to analytical precision. Although the present situation is adequate for proceeding with GEOTRACES, it should be possible to improve the within-lab and between-lab precisions for some of these properties.

Published
2012

46. Single column sequential extraction of Ra, Nd, Th, Pa and U from a natural sample

Author

Jeandel, C., Venchiarutti, C., Bourquin, M., Pradoux, C., Lacan, F., van Beek, P., Riotte, Jean, Jeandel, C., Venchiarutti, C., Bourquin, M., Pradoux, C., Lacan, F., van Beek, P., and Riotte, Jean

Abstract

A new procedure allowing the sequential extraction of Ra, Nd, Th, Pa and U from the same initial natural sample (sea or river waters, particles, sediments, rocks) is proposed. Extraction recoveries were better than 90%. Procedural blanks ranged from 80 pg (for Nd) to below 1 fg, the detection limit of the MC-ICP-MS used (for Pa); all were negligible compared with the amounts of elements currently determined. Based on classical anionic resins attached to a peristaltic pump allowing precise flow rate control, this procedure allowed a consequent reduction of the sample size, which improved the sampling resolution and reduced the sampling cost. It also ensured a better consistency of the samples for the five tracers.

Published
2011

48. Modeling the Nd isotopic composition in the North Atlantic basin using an eddy-permitting model

Author

Arsouze, Thomas, Treguier, Anne-marie, Peronne, Simon, Dutay, J. -c., Lacan, F., Jeandel, C., Arsouze, Thomas, Treguier, Anne-marie, Peronne, Simon, Dutay, J. -c., Lacan, F., and Jeandel, C.

Abstract

Boundary Exchange (BE - exchange of elements between continental margins and the open ocean) has been emphasized as a key process in the oceanic cycle of neodymium (Nd) (Lacan and Jeandel, 2005a). Here, we use a regional eddy-permitting resolution Ocean General Circulation Model (1/4A degrees) of the North Atlantic basin to simulate the distribution of the Nd isotopic composition, considering BE as the only source. Results show good agreement with the data, confirming previous results obtained using the same parameterization of the source in a coarse resolution global model (Arsouze et al., 2007), and therefore the major control played by the BE processes in the Nd cycle on the regional scale. We quantified the exchange rate of the BE, and found that the time needed for the continental margins to significantly imprint the chemical composition of the surrounding seawater (further referred as characteristic exchange time) is of the order of 0.2 years. However, the timescale of the BE may be subject to large variations as a very short exchange time (a few days) is needed to reproduce the highly negative values of surface waters in the Labrador Sea, whereas a longer one (up to 0.5 years) is required to simulate the radiogenic influence of basaltic margins and distinguish the negative isotopic signatures of North Atlantic Deep Water from the more radiogenic southern origin water masses. This likely represents geographical variations in erosion fluxes and the subsequent particle load onto the continental margins. Although the parameterization of the BE is the same in both configurations of the model, the characteristic exchange time in the eddy-permitting configuration is significantly lower than the previous evaluations using a low resolution configuration (6 months to 10 years), but however in agreement with the available seawater Nd isotope data. This results highlights the importance of the model dynamics in simulating the BE process.

Published
2010
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49. Measurement of the isotopic composition of dissolved iron in the open ocean

Author

Lacan, F., Radic, A., Jeandel, C., Poitrasson, F., Sarthou, Geraldine, Pradoux, C., Freydier, R., Lacan, F., Radic, A., Jeandel, C., Poitrasson, F., Sarthou, Geraldine, Pradoux, C., and Freydier, R.

Abstract

This work demonstrates for the first time the feasibility of the measurement of the isotopic composition of dissolved iron in seawater for a typical open ocean Fe concentration range (0.1-1 nM). It also presents the first data of this kind. Iron is preconcentrated using a Nitriloacetic Acid Superflow resin and purified using an AG1x4 anion exchange resin. The isotopic ratios are measured with a MC-ICPMS Neptune, coupled with a desolvator (Aridus II), using a Fe-57-Fe-58 double spike mass bias correction. Measurement precision (0.13%, 2SD) allows resolving small iron isotopic composition variations within the water column, in the Atlantic sector of the Southern Ocean (from delta Fe-57 = -0.19 to +0.32 parts per thousand). Isotopically light iron found in the Upper Circumpolar Deep Water is hypothesized to result from organic matter remineralization. Shallow samples suggest that, if occurring, an iron isotopic fractionation during iron uptake by phytoplankton is characterized by a fractionation factor, such as: vertical bar Delta Fe-57((plankton-seawater))vertical bar < 0.48 parts per thousand.

Published
2008
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