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1. Impact of Shrubs on Winter Surface Albedo and Snow Specific Surface Area at a Low Arctic Site: In Situ Measurements and Simulations

Author: Florent Domine, Laurent Arnaud, Maria Belke-Brea, Mathieu Barrere, Ghislain Picard, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France, Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], CLIPS, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), and Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Surface (mathematics), In situ, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0208 environmental biotechnology, 02 engineering and technology, Vegetation, 15. Life on land, Albedo, Snow, 01 natural sciences, 020801 environmental engineering, The arctic, Arctic, 13. Climate action, Specific surface area, Climatology, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Erect shrubs in the Arctic reduce surface albedo when branches protrude above the snow and modify snow properties, in particular specific surface area (SSA). Important consequences are changes in the land surface–atmosphere energy exchange and the increase of snow melting in autumn, possibly inducing reduced soil thermal insulation and in turn permafrost cooling. Near Umiujaq (56.5°N, 76.5°W) in the Canadian low Arctic where dwarf birches (Betula glandulosa) are expanding, spectral albedo (400–1080 nm) under diffuse light and vertical profiles of SSA were measured in November and December 2015 at four sites: three with protruding branches and one with only snow. At the beginning of the snow season (8 November), shrub-induced albedo reductions were found to be wavelength dependent and as high as 55% at 500 nm and 18% at 1000 nm, which, integrated over the measurement range (400–1080 nm), corresponds to 70 W m−2 of additional absorbed energy. The impact of shrubs is not just snow darkening. They also affect snow SSA in multiple ways, by accumulating snow with high SSA during cold windy precipitation and favoring SSA decrease by inducing melting during warm spells. However, the impact on the radiation budget of direct darkening from shrubs likely dominates over the indirect change in SSA. Spectral albedo was simulated with a linear mixing equation (LME), which fitted well with observed spectra. The average root-mean-square error was 0.009. We conclude that LMEs are a suitable tool to parameterize mixed surface albedo in snow and climate models.
Published: 2020

2. Green Edge ice camp campaigns: understanding the processes controlling the under-ice Arctic phytoplankton spring bloom

Author: P. Massicotte, R. Amiraux, M.-P. Amyot, P. Archambault, M. Ardyna, L. Arnaud, L. Artigue, C. Aubry, P. Ayotte, G. Bécu, S. Bélanger, R. Benner, H. C. Bittig, A. Bricaud, É. Brossier, F. Bruyant, L. Chauvaud, D. Christiansen-Stowe, H. Claustre, V. Cornet-Barthaux, P. Coupel, C. Cox, A. Delaforge, T. Dezutter, C. Dimier, F. Domine, F. Dufour, C. Dufresne, D. Dumont, J. Ehn, B. Else, J. Ferland, M.-H. Forget, L. Fortier, M. Galí, V. Galindo, M. Gallinari, N. Garcia, C. Gérikas Ribeiro, M. Gourdal, P. Gourvil, C. Goyens, P.-L. Grondin, P. Guillot, C. Guilmette, M.-N. Houssais, F. Joux, L. Lacour, T. Lacour, A. Lafond, J. Lagunas, C. Lalande, J. Laliberté, S. Lambert-Girard, J. Larivière, J. Lavaud, A. LeBaron, K. Leblanc, F. Le Gall, J. Legras, M. Lemire, M. Levasseur, E. Leymarie, A. Leynaert, A. Lopes dos Santos, A. Lourenço, D. Mah, C. Marec, D. Marie, N. Martin, C. Marty, S. Marty, G. Massé, A. Matsuoka, L. Matthes, B. Moriceau, P.-E. Muller, C.-J. Mundy, G. Neukermans, L. Oziel, C. Panagiotopoulos, J.-J. Pangrazi, G. Picard, M. Picheral, F. Pinczon du Sel, N. Pogorzelec, I. Probert, B. Quéguiner, P. Raimbault, J. Ras, E. Rehm, E. Reimer, J.-F. Rontani, S. Rysgaard, B. Saint-Béat, M. Sampei, J. Sansoulet, C. Schmechtig, S. Schmidt, R. Sempéré, C. Sévigny, Y. Shen, M. Tragin, J.-É. Tremblay, D. Vaulot, G. Verin, F. Vivier, A. Vladoiu, J. Whitehead, M. Babin, Asian School of the Environment, Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Québec à Rimouski (UQAR), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Earth System Science [Stanford] (ESS), Stanford University [Stanford], Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), 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), CHU de Québec–Université Laval, Laval University [Québec], Department of Biological Sciences [Columbia], University of South Carolina [Columbia], Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la MER de Rimouski (ISMER), Environnements, Dynamiques et Territoires de la Montagne (EDYTEM), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dept Biologie, Université Laval, Université Laval, Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG), Université de Lille-Université du Littoral Côte d'Opale-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques (CRPG), Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer (VOG), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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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)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Fédération de recherche de Roscoff (FR2424), Biotechnologies et Ressources Marines (BRM), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Observatoire des sciences de l'univers Ecce Terra [Paris] (OSU ECCE TERRA), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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 Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)
Subjects: 0106 biological sciences, PACIFIC, 010504 meteorology & atmospheric sciences, ZONE, 010501 environmental sciences, Zooplankton, 01 natural sciences, CARBON, ALGAE, OCEAN, Ice Camp, Phytoplankton, Sea ice, Ecosystem, 14. Life underwater, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, lcsh:GE1-350, geography, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, Arctic studies, ACL, lcsh:QE1-996.5, Biology and Life Sciences, Spring bloom, 15. Life on land, CHLOROPHYLL, IRRADIANCE, Environmental engineering [Engineering], lcsh:Geology, Oceanography, Arctic, 13. Climate action, [SDE]Environmental Sciences, VOLUME, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Phytoplankton Spring Bloom, SEA-ICE, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Bay
Abstract: The Green Edge initiative was developed to investigate the processes controlling the primary productivity and fate of organic matter produced during the Arctic phytoplankton spring bloom (PSB) and to determine its role in the ecosystem. Two field campaigns were conducted in 2015 and 2016 at an ice camp located on landfast sea ice southeast of Qikiqtarjuaq Island in Baffin Bay (67.4797∘ N, 63.7895∘ W). During both expeditions, a large suite of physical, chemical and biological variables was measured beneath a consolidated sea-ice cover from the surface to the bottom (at 360 m depth) to better understand the factors driving the PSB. Key variables, such as conservative temperature, absolute salinity, radiance, irradiance, nutrient concentrations, chlorophyll a concentration, bacteria, phytoplankton and zooplankton abundance and taxonomy, and carbon stocks and fluxes were routinely measured at the ice camp. Meteorological and snow-relevant variables were also monitored. Here, we present the results of a joint effort to tidy and standardize the collected datasets, which will facilitate their reuse in other Arctic studies. The dataset is available at https://doi.org/10.17882/59892 (Massicotte et al., 2019a).
Published: 2020

3. Gene Expression Changes and Community Turnover Differentially Shape the Global Ocean Metatranscriptome

Author: Guillem Salazar, Lucas Paoli, Adriana Alberti, Jaime Huerta-Cepas, Hans-Joachim Ruscheweyh, Miguelangel Cuenca, Christopher M. Field, Luis Pedro Coelho, Corinne Cruaud, Stefan Engelen, Ann C. Gregory, Karine Labadie, Claudie Marec, Eric Pelletier, Marta Royo-Llonch, Simon Roux, Pablo Sánchez, Hideya Uehara, Ahmed A. Zayed, Georg Zeller, Margaux Carmichael, Céline Dimier, Joannie Ferland, Stefanie Kandels, Marc Picheral, Sergey Pisarev, Julie Poulain, Silvia G. Acinas, Marcel Babin, Peer Bork, Chris Bowler, Colomban de Vargas, Lionel Guidi, Pascal Hingamp, Daniele Iudicone, Lee Karp-Boss, Eric Karsenti, Hiroyuki Ogata, Stephane Pesant, Sabrina Speich, Matthew B. Sullivan, Patrick Wincker, Shinichi Sunagawa, Emmanuel Boss, Guy Cochrane, Michael Follows, Gabriel Gorsky, Nigel Grimsley, Olivier Jaillon, Stefanie Kandels-Lewis, Fabrice Not, Nicole Poulton, Jeroen Raes, Christian Sardet, Lars Stemmann, European Commission, Ministerio de Economía y Competitividad (España), Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Fisica [Mexico] (UASLP), Universidad Autonoma de San Luis Potosi [México] (UASLP), Institute of Microbiology and Swiss Institute of Bioinformatics, CNS, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Center for Genomic Regulation (CRG-UPF), CIBER de Epidemiología y Salud Pública (CIBERESP), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), Bayer Cropscience, Immunobiologie Cellulaire et Moléculaire des Infections Parasitaires, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-IFR113-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ohio State University [Columbus] (OSU), Institut de Chimie de Clermont-Ferrand - Clermont Auvergne (ICCF), Sigma CLERMONT (Sigma CLERMONT)-Université Clermont Auvergne (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), 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), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Génomique d'Evry (IG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] (ICM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Spain] (CSIC), University of Maine, European Molecular Biology Laboratory European Bioinformatics Institute, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences [MIT, Cambridge] (EAPS), Massachusetts Institute of Technology (MIT), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie intégrative des organismes marins (BIOM), 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), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sezione Ecologia Marina Integrata, Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Information génomique et structurale (IGS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Center for Marine Environmental Sciences [Bremen] (MARUM), Universität Bremen, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, Department of Bioscience Engineering, Vrije Universiteit Brussel (VUB), Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche sur mer (LBDV), Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire de physique des océans (LPO), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Université Paris-Saclay, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centro de Investigaciones Biológicas (CSIC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Kyoto University, Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Kyoto University [Kyoto], Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Laval [Québec] (ULaval)
Subjects: ASSEMBLY PROCESSES, Effects of global warming on oceans, DIVERSITY, microbial ecology, global ocean microbiome, CARBON, 0302 clinical medicine, biogeochemistry, Gene expression, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0303 health sciences, CLIMATE-CHANGE, Geography, Microbiota, Temperature, CYANOBACTERIA, [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], GENOME, BACTERIA, community turnover, Life Sciences & Biomedicine, Biochemistry & Molecular Biology, SURFACE, Oceans and Seas, Tara Oceans, Biology, Article, metagenome, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, ocean warming, 03 medical and health sciences, eco-systems biology, Microbial ecology, [SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN], metatranscriptome, Seawater, RNA, Messenger, 14. Life underwater, Gene, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 030304 developmental biology, Science & Technology, Biogeochemistry, Molecular Sequence Annotation, Cell Biology, Environmental variation, Gene Expression Regulation, Cardiovascular and Metabolic Diseases, 13. Climate action, Metagenomics, Evolutionary biology, BIODIVERSITY, sense organs, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Transcriptome, 030217 neurology & neurosurgery, gene expression change, BIOGEOGRAPHY
Abstract: This article is contribution number 94 of Tara Oceans.-- 37 pages, 20 figures, 1 table, supplementary information https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.10.014.-- All raw reads are available through ENA at https://www.ebi.ac.uk/ena using the identifiers listed in https://doi.org/10.5281/zenodo.3473199. Processed data are accessible at https://www.ebi.ac.uk/biostudies/studies/S-BSST297, and additional information is provided in https://doi.org/10.5281/zenodo.3473199 and at the companion website: https://www.ocean-microbiome.org. Scripts used in this manuscript are available through a Github repository at https://github.com/SushiLab/omrgc_v2_scripts, Ocean microbial communities strongly influence the biogeochemistry, food webs, and climate of our planet. Despite recent advances in understanding their taxonomic and genomic compositions, little is known about how their transcriptomes vary globally. Here, we present a dataset of 187 metatranscriptomes and 370 metagenomes from 126 globally distributed sampling stations and establish a resource of 47 million genes to study community-level transcriptomes across depth layers from pole-to-pole. We examine gene expression changes and community turnover as the underlying mechanisms shaping community transcriptomes along these axes of environmental variation and show how their individual contributions differ for multiple biogeochemically relevant processes. Furthermore, we find the relative contribution of gene expression changes to be significantly lower in polar than in non-polar waters and hypothesize that in polar regions, alterations in community activity in response to ocean warming will be driven more strongly by changes in organismal composition than by gene regulatory mechanisms, Tara Oceans (that includes both the Tara Oceans and Tara Oceans Polar Circle expeditions) would not exist without the leadership of the Tara Expeditions Foundation and the continuous support of 23 institutes (https://oceans.taraexpeditions.org). We further thank the commitment of the following sponsors: CNRS (in particular Groupement de Recherche GDR3280 and the Research Federation for the study of Global Ocean Systems Ecology and Evolution, FR2022/Tara Oceans-GOSEE); European Molecular Biology Laboratory (EMBL); Genoscope/CEA; the French Ministry of Research; the French Government “Investissements d’Avenir” programmes OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008), FRANCE GENOMIQUE (ANR-10-INBS-09-08), MEMO LIFE (ANR-10-LABX-54), and PSL∗ Research University (ANR-11-IDEX-0001-02); Gordon and Betty Moore Foundation (award 3790); the US National Science Foundation (OCE#1536989 and OCE#1829831 to M.B.S.); the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (grant agreement 686070); and the Ohio Supercomputer and the EMBL and ETH Zürich HPC facilities for computational support. Funding for the collection and processing of the TARA data set was provided by NASA Ocean Biology and Biogeochemistry program under grants NNX11AQ14G, NNX09AU43G, NNX13AE58G, and NNX15AC08G to the University of Maine and Canada Excellence Research Chair on Remote sensing of Canada’s new Arctic frontier Canada Foundation for Innovation. C.B. acknowledges funding from the European Research Council (ERC) under the European Union's Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement 835067). S.G.A. thanks the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (CTM2017-87736-R). S. Sunagawa. is supported by the ETH and the Helmut Horten Foundation and by funding from the Swiss National Foundation (205321_184955)
Published: 2019
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4. Major Issues in Simulating Some Arctic Snowpack Properties Using Current Detailed Snow Physics Models: Consequences for the Thermal Regime and Water Budget of Permafrost

Author: Samuel Morin, Ghislain Picard, Mathieu Barrere, Jean-Benoit Madore, Alexandre Langlois, Florent Domine, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre d'Etudes de la Neige (CEN), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 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)-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 -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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 -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), department of chemistry and chemical engineering, Royal Military College of Canada, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, snow, 010502 geochemistry & geophysics, Permafrost, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, lcsh:Oceanography, Arctic, water vapor, Thermal, Environmental Chemistry, lcsh:GC1-1581, lcsh:Physical geography, Water budget, 0105 earth and related environmental sciences, Global and Planetary Change, model, temperature, 15. Life on land, Snowpack, Snow, 13. Climate action, [SDE]Environmental Sciences, General Earth and Planetary Sciences, Current (fluid), lcsh:GB3-5030, Water vapor, permafrost
Abstract: International audience; Accurately simulating the physical properties of Arctic snowpacks is essential for modeling the surface energy budget and the permafrost thermal regime. We show that the detailed snow physics models Crocus and SNOWPACK cannot simulate critical snow physical variables. Both models simulate basal layers with high density and high thermal conductivity, and top layers with low values for both variables, while field measurements yield opposite results. We explore the impact of an inverted snow stratigraphy on the permafrost thermal regime at a high Arctic site using a simplified heat transfer model and idealized snowpacks with three layers. One snowpack has a typical Arctic stratification with a low-density insulating basal layer, while the other (called Alpine-type snowpack) has a dense conducting basal layer. Snowpack stratification impacts simulated ground temperatures at 5 cm depth by less than 0.3°C. Heat conduction through layered snowpacks is therefore determined by thermal insulance rather than by stratification. Ground dehydration caused by upward water vapor diffusion is 4 times greater under Arctic stratification, leading to a larger latent heat loss, but also to a lower soil thermal conductivity caused by ice loss, so that the overall effect of dehydration on ground temperature is uncertain. Snowpack stratification is found to affect snow surface temperature by up to 4°C. Lastly, different snow metamorphism rates lead to a lower Alpine snowpack albedo, contributing to a warmer ground. Quantifying all these effects is needed for adequately simulating permafrost temperature. This requires the development of a snow and soil model that describes water vapor fluxes. Plain Language Summary Many detailed snow physics models were developed mostly for alpine conditions. They do not reproduce the strong upward water vapor flux between the lowest snow layers in contact with the warmer ground and the upper snow layers in contact with the colder atmosphere, which occurs in the Arctic. As a consequence, snow density and thermal conductivity are not adequately simulated for Arctic conditions. Models predict high density, high thermal conductivity basal snow layers, while the opposite is observed in the Arctic. We show that, if the total insulating capacity of the snowpack is simulated correctly, having an incorrect layering of thermal conductivity in the simulated snowpack has little impact on ground temperature. However, since current models do not simulate the upward water vapor flux, the water vapor loss of the ground in winter cannot be simulated either. This affects the soil water budget and therefore its physical properties, and this may modify its temperature. Incorrect snow layering is also found to affect snow surface temperature by up to 4°C.
Published: 2019

5. Optical porosimetry of weakly absorbing porous materials

Author: Florent Domine, Quentin Libois, Simon Lambert-Girard, Simon Thibault, Félix Lévesque-Desrosiers, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT), École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 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)-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 -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Laval [Québec] (ULaval)
Subjects: [PHYS]Physics [physics], Photon, Materials science, Condensed matter physics, business.industry, media_common.quotation_subject, 02 engineering and technology, Porosimetry, 021001 nanoscience & nanotechnology, 01 natural sciences, Asymmetry, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 010309 optics, Optics, Attenuation coefficient, 0103 physical sciences, [PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci], Absorption (logic), 0210 nano-technology, business, Porosity, Porous medium, Refractive index, media_common
Abstract: The physical porosity ${\Phi}$Φ of a porous material determines most of its properties. Although the optical porosity ${\Phi} _{\textrm {opt}}$Φopt can be measured, relating this quantity to ${\Phi}$Φ remains a challenge. Here we derive relationships between the optical porosity, the effective refractive index $n_{\textrm {eff}}$neff and the physical porosity of weakly absorbing porous media. It introduces the absorption enhancement parameter ${B}$B, which quantifies the asymmetry of photon path lengths between the solid material and the pores and can be derived from the absorption coefficient $\mu _a$μa of the material. Hence ${\Phi}$Φ can be derived from combined measurements of $n_{\textrm {eff}}$neff and $\mu _a$μa. The theory is validated against laboratory measurements and numerical experiments, thus solving a long-standing issue in optical porosimetry. This suggests that optical measurements can be used to estimate physical porosity with an accuracy better than 10$\%$%.
Published: 2019

6. Automatic monitoring of the effective thermal conductivity of snow in a low-Arctic shrub tundra

Author: Domine, F, Barrere, M, Sarrazin, D, Morin, Samuel, Arnaud, L, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre for Northern Studies - Université Laval, Université Laval [Québec] (ULaval), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imperial College London, Department of Geography, Météo-France [Paris], Météo France, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Université Laval, Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo-France, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), 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)-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 -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: lcsh:GE1-350, lcsh:Geology, [SDE]Environmental Sciences, lcsh:QE1-996.5, lcsh:Environmental sciences
Abstract: The effective thermal conductivity of snow, keff, is a critical variable which determines the temperature gradient in the snowpack and heat exchanges between the ground and the atmosphere through the snow. Its accurate knowledge is therefore required to simulate snow metamorphism, the ground thermal regime, permafrost stability, nutrient recycling and vegetation growth. Yet, few data are available on the seasonal evolution of snow thermal conductivity in the Arctic. We have deployed heated needle probes on low-Arctic shrub tundra near Umiujaq, Quebec, (N56°34'; W76°29') and monitored automatically the evolution of keff for two consecutive winters, 2012–2013 and 2013–2014, at four heights in the snowpack. Shrubs are 20 cm high dwarf birch. Here, we develop an algorithm for the automatic determination of keff from the heating curves and obtain 404 keff values. We evaluate possible errors and biases associated with the use of the heated needles. The time evolution of keff is very different for both winters. This is explained by comparing the meteorological conditions in both winters, which induced different conditions for snow metamorphism. In particular, important melting events in the second year increased snow hardness, impeding subsequent densification and increase in thermal conductivity. We conclude that shrubs have very important impacts on snow physical evolution: (1) shrubs absorb light and facilitate snow melt under intense radiation; (2) the dense twig network of dwarf birch prevent snow compaction, and therefore keff increase; (3) the low density depth hoar that forms within shrubs collapsed in late winter, leaving a void that was not filled by snow.
Published: 2015

7. Multisignal control of expression of the LHCX protein family in the marine diatom Phaeodactylum tricornutum

Author: Taddei, Lucilla, Stella, Giulio Rocco, Rogato, Alessandra, Bailleul, Benjamin, Fortunato, Antonio Emidio, Annunziata, Rossella, Sanges, Remo, Thaler, Michael, Lepetit, Bernard, Lavaud, Johann, Jaubert, Marianne, Finazzi, Giovanni, Bouly, Jean Pierre, Falciatore, Angela, Biologie Computationnelle et Quantitative = Laboratory of Computational and Quantitative Biology (LCQB), Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Biotechnology [Verona] (UNIVR | DBT), University of Verona (UNIVR), Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Institute of Biosciences and Bioresources, CNR, Physiologie membranaire et moléculaire du chloroplaste (PMMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Plant Ecophysiology, University of Konstanz, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Physiologie cellulaire et végétale (LPCV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Marie-Curie ITNs CALIPSO (ITN 2013 GA607607), AccliPhot (ITN 2012 GA 316427), Gordon and Betty Moore Foundation grant (GBMF 4966), Markus Teige, ANR-12-BIME-0005,DiaDomOil,Domestication des diatomées pour la production de biocarburants(2012), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli studi di Verona = University of Verona (UNIVR), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Biotechnology, University of Verona, Stazione Zoologica di Napoli (SZN), Stazione Zoologica di Napoli, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, 0301 basic medicine, Physiology, [SDV]Life Sciences [q-bio], Light-Harvesting Protein Complexes, Plant Science, 01 natural sciences, Phaeodactylum tricornutum, Settore BIO/13 - Biologia Applicata, Photosynthesis, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Gene expression regulation, biology, Non-photochemical quenching, marine diatom, Light acclimation, light, non-photochemical quenching, Research Paper, Signal Transduction, Protein family, Dark, gene expression, iron starvation, LHCX, nitrogen starvation, Algal Proteins, Diatoms, Phytoplankton, Gene Expression Regulation, 03 medical and health sciences, ddc:570, Botany, Gene family, [SDV.BBM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology, 14. Life underwater, Marine diatoms, Nitrogen deficiency, Abiotic stress, Photoprotection, Protein, Iron deficiency, fungi, Non photochemical quenching, biology.organism_classification, 030104 developmental biology, Diatom, Light harvesting complex, Light stress, 010606 plant biology & botany
Abstract: Highlight Multiple stress signalling pathways regulate LHCX family gene expression in the diatom Phaeodactylum tricornutum to attune acclimation responses efficiently in highly variable ocean environments., Diatoms are phytoplanktonic organisms that grow successfully in the ocean where light conditions are highly variable. Studies of the molecular mechanisms of light acclimation in the marine diatom Phaeodactylum tricornutum show that carotenoid de-epoxidation enzymes and LHCX1, a member of the light-harvesting protein family, both contribute to dissipate excess light energy through non-photochemical quenching (NPQ). In this study, we investigate the role of the other members of the LHCX family in diatom stress responses. Our analysis of available genomic data shows that the presence of multiple LHCX genes is a conserved feature of diatom species living in different ecological niches. Moreover, an analysis of the levels of four P. tricornutum LHCX transcripts in relation to protein expression and photosynthetic activity indicates that LHCXs are differentially regulated under different light intensities and nutrient starvation, mostly modulating NPQ capacity. We conclude that multiple abiotic stress signals converge to regulate the LHCX content of cells, providing a way to fine-tune light harvesting and photoprotection. Moreover, our data indicate that the expansion of the LHCX gene family reflects functional diversification of its members which could benefit cells responding to highly variable ocean environments.
Published: 2016

8. Late Eocene to present isotopic (Sr–Nd–Pb) and geochemical evolution of sediments from the Lomonosov Ridge, Arctic Ocean: Implications for continental sources and linkage with the North Atlantic Ocean

Author: André Poirier, Jean Carignan, Claude Hillaire-Marcel, Ross Stevenson, Alain Veron, Département des Sciences de la Terre et de l'Atmosphère - UQAM, Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Centre de recherche sur la dynamique du système Terre (GEOTOP), École Polytechnique de Montréal (EPM)-McGill University = Université McGill [Montréal, Canada]-Université de Montréal (UdeM)-Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)-Université du Québec à Rimouski (UQAR)-Concordia University [Montreal]-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), 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), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Montréal (UdeM)-McGill University = Université McGill [Montréal, Canada]-École Polytechnique de Montréal (EPM)-Concordia University [Montreal]-Université du Québec à Rimouski (UQAR)-Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM)-Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), 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), Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Québec à Montréal (UQAM), École Polytechnique de Montréal (EPM)-Université McGill -Université de Montréal (UdeM)-Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)-Université du Québec à Rimouski (UQAR)-Concordia University [Montreal]-Université du Québec à Montréal (UQAM), 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), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], GEOTOP research center, and Geotop
Subjects: Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SHS.ARCHEO]Humanities and Social Sciences/Archaeology and Prehistory, Structural basin, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, [SHS]Humanities and Social Sciences, 14. Life underwater, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Global and Planetary Change, geography, geography.geographical_feature_category, fungi, Sediment, Anoxic waters, [SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society, Oceanography, Arctic, 13. Climate action, Ridge, [SDE]Environmental Sciences, General Earth and Planetary Sciences, Sedimentary rock, Oceanic basin, geographic locations, Geology
Abstract: New geochemical and isotopic (Sr, Nd, Pb) data are presented for a composite sedimentary record encompassing the past 50 Ma of history of sedimentation on the Lomonosov Ridge in the Arctic Ocean. The sampled sediments encompass the transition of the Arctic basin from an enclosed anoxic basin to an open and ventilated oxidized ocean basin. The transition from anoxic basin to open ventilated ocean is accompanied by at least three geochemical and isotopic shifts and an increase in elements (e.g., K/Al) controlled by detrital minerals highlighting significant changes in sediment types and sources. The isotopic compositions of the sediments prior to ventilation are more variable but indicate a predominance of older crustal contributions consistent with sources from the Canadian Shield. Following ventilation, the isotopic compositions are more stable and indicate an increased contribution from younger material consistent with Eurasian and Pan-African crustal sources. The waxing and waning of these sources in conjunction with the passage of water through Fram Strait underlines the importance of the exchange of water mass between the Arctic and North Atlantic Oceans.
Published: 2015

9. The impact of freshening on phytoplankton production in the Pacific Arctic Ocean

Author: N. Schiffrine, Diana Ruiz-Pino, Pierre Coupel, Jean-Claude Gascard, Jianfang Chen, Hongliang Li, Sang Heon Lee, Marie-Alexandrine Sicre, Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Austral, Boréal et Carbone (ABC), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), Laboratory of marine ecosystem and Biogeochemistry, Second Institute of Oceanography, State Oceanic Administration (SOA)-State Oceanic Administration (SOA), Department of Oceanography, Pusan National University, Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 0106 biological sciences, Arctic sea ice decline, freshening, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Aquatic Science, 01 natural sciences, nitracline, Polar waters, 19 stratification, Phytoplankton, Arctic Ocean, Sea ice, chlorophyll, 14. Life underwater, ice edge, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, Canada Basin, Arctic dipole anomaly, 010604 marine biology & hydrobiology, Chukchi shelf, Geology, Arctic ice pack, Arctic geoengineering, Oceanography, Arctic, 13. Climate action, primary production
Abstract: International audience; Since the 1990s, drastic melting of sea ice and continental ice in the Arctic region, triggered by global warming, has caused substantial freshening of the Arctic Ocean. While several studies attempted to quantify the magnitude of this freshening, its consequences on primary producers remain poorly documented. In this study, we evaluate the impact of the freshwater content (FWC) of the upper Arctic Ocean on phytoplankton across the Pacific sector, from the Bering Strait (65°N) to the North Pole (86°N), during summer 2008. We performed statistical analyses on the physical, biogeochemical and biological data acquired during the CHINARE 2008 cruise to investigate the effect of sea-ice melting on the Arctic phytoplankton. We found that the strong freshening observed in the Canada Basin had a negative impact on primary producers as a result of the deepening of the nitracline and the establishment of a subsurface chlorophyll maximum (SCM). In contrast, regions with lower freshening, such as the Chukchi shelf and the marginal ice zone (MIZ) over the Chukchi Borderland, exhibited a shallower nitracline sustaining relatively high primary production and biomass. Our results imply that the predicted increase freshening in future years will likely cause the Arctic deep basin to become more oligotrophic because of weaker surface nutrient renewal from the subsurface ocean, despite higher light penetration.
Published: 2015

10. Trace elements in Antarctic fish species and the influence of foraging habitats and dietary habits on mercury levels

Author: Paco Bustamante, Jean-Pierre Ponthus, Carine Churlaud, Yves Cherel, Guillaume Massé, Aurélie Goutte, Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMR 7266 (LIENSs), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMRi 7266 (LIENSs), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Laval [Québec] (ULaval)
Subjects: Environmental Engineering, Fauna, Foraging, Antarctic Regions, Biology, Benthos, Environmental Chemistry, Animals, 14. Life underwater, Waste Management and Disposal, Ecosystem, Ecological niche, Behavior, Animal, Ecology, fungi, Trace element, Fishes, Pelagic zone, δ15N, Feeding Behavior, Mercury, Pollution, Trace Elements, 13. Climate action, Benthic zone, [SDV.TOX.ECO]Life Sciences [q-bio]/Toxicology/Ecotoxicology, Water Pollutants, Chemical, Environmental Monitoring
Abstract: International audience; This study aims at describing and interpreting concentration profiles of trace elements in seven Antarctic fish species (N = 132 specimens) off Adélie Land. Ichthyofauna plays a key role in the Antarctic ecosystem, as they occupy various ecological niches, including cryopelagic (ice-associated), pelagic, and benthic habitats. Firstly, trace element levels in the studied specimens were similar to those previously observed in fish from the Southern Ocean. Apart from manganese and zinc, concentrations of arsenic, cadmium, copper, iron, mercury (Hg), nickel, selenium and silver differed among fish species. Muscle δ13C and δ15N values were determined to investigate whether the fish foraging habitats and dietary habits could explain Hg levels. Species and foraging habitat (δ13C) were strong predictors for variations of Hg concentrations in muscle tissues. The highest Hg contamination was found in shallow benthic fish compared to cryopelagic and pelagic fish. This pattern was likely due to the methylation of Hg in the coastal sediment and the photodemethylation by ultraviolet radiation in surface waters.
Published: 2015

11. Labrador current variability over the last 2000 years

Author: Marit-Solveig Seidenkrantz, Ioanna Bouloubassi, Myriam Khodri, Sabine Schmidt, Jesper V. Olsen, Juliette Mignot, Antoon Kuijpers, Marion Benetti, Marie-Alexandrine Sicre, Ullah Ezat, Guillaume Massé, Kaarina Weckström, Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paléocéanographie (PALEOCEAN), 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)-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), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), 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), Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), Aarhus University [Aarhus], Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec]
Subjects: Alkenone, ALKENONES, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Labrador Sea, DIATOM EVIDENCE, WEST GREENLAND, Geochemistry and Petrology, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, CLIMATE VARIABILITY, MILLENNIUM, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, temperature proxy, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, ocean variability, SEA, Anomaly (natural sciences), Global warming, North Atlantic Deep Water, LATE-HOLOCENE, NORTH-ATLANTIC OSCILLATION, RECORD, Northern Annular Mode, Newfoundland, Gulf Stream, Current (stream), Geophysics, Oceanography, Arctic oscillation, last millennia, PAST 1500 YEARS, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Period (geology), Geology
Abstract: The ice-loaded Labrador Current (LC) is an important component of the western North Atlantic circulation that influences the position and strength of the northern limb of the North Atlantic Current (NAC). This flow of cold and fresh Polar Waters originating from the Arctic has a marked impact on the North Atlantic climate, yet little is known about its variability beyond the instrumental period. In this study, we present the first sub-decadal alkenone-based 2000-year long sea-surface temperature (SST) records from the western Labrador Sea, a climatically crucial region at the boundary between the LC and the NAC. Our results show a clear link between the LC strength and the Northern Annular Mode (NAM), with a stronger NAM and a more vigorous LC during the Medieval Climate Anomaly (MCA). This suggests enhanced LC activity upon future global warming with implications for the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2014

12. Contribution of sea ice organic matter in the diet of Antarctic fishes: a diatom-specific highly branched isoprenoid approach

Author: Aurélie Goutte, Yves Cherel, Catherine Ozouf-Costaz, J. Lanshere, Guillaume Massé, C. Robineau, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Systématique, adaptation, évolution (SAE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Laval [Québec] (ULaval), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], and Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: geography, geography.geographical_feature_category, biology, Ecology, fungi, Sea ice, Coastal fish, Pelagic zone, Spring bloom, Ice proxy, biology.organism_classification, Habitat, Diatom, Pelagic, Benthic zone, Phytoplankton, parasitic diseases, [SDE]Environmental Sciences, 14. Life underwater, Benthic, General Agricultural and Biological Sciences, Southern Ocean, Trophic level
Abstract: International audience; New sets of diatom-specific biomarkers, highly branched isoprenoids (HBIs), have been recently proposed to trace carbon flow from ice algae and pelagic phytoplankton to higher trophic level organisms. In the Antarctic, diene, a HBI of sea ice origin was more abundant in ice-associated species, while triene, a HBI of phytoplanktonic origin, was more abundant in pelagic species. However, this HBI approach has never been applied on Antarctic benthic species. Here, we analyzed diene and triene in the liver and the muscle of eight Antarctic coastal fish species (108 specimens). HBI lipids were detected in all specimens, confirming the contribution of sea ice and pelagic organic matter in coastal benthic fish species. Moreover, HBI markers were much more concentrated in the liver than in white muscle, and the relative concentrations of diene and triene strongly varied among species, as a probable result of species differences in feeding habits and trophic ecology. Seasonal variations in HBI concentrations were detected during the whole year in white muscle, but not in the liver. These findings are consistent with the well-known spring bloom in November-December, just before the annual ice break up, and the second proliferation of ice algae during the land-fast ice formation, in April-May. Therefore, investigation of HBI lipids in white muscle will likely shed new light on seasonal changes in the contribution of ice algal-derived organic matter in higher trophic level organisms.
Published: 2014

13. A review of air–ice chemical and physical interactions (AICI): liquids, quasi-liquids, and solids in snow

Author: Werner F. Kuhs, Ivan Gladich, Marcelo I. Guzman, M. H. Kuo, Hendrik Bluhm, Jan B. C. Pettersson, Hans-Werner Jacobi, Dominik Heger, Tara F. Kahan, Petr Klán, Thorsten Bartels-Rausch, V. F. McNeill, Jennie L. Thomas, Florent Domine, Erik S. Thomson, Samar G. Moussa, Martina Roeselová, C. Boxe, Markus M. Frey, John T. Newberg, Th. Huthwelker, Jonathan P. D. Abbatt, J. R. Blackford, Sönke Maus, Markus Ammann, John R. Sodeau, Laboratory of Radio- and Environmental Chemistry [Villigen], Paul Scherrer Institute (PSI), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Chemistry [Syracuse, NY], Syracuse University, Department of Atmospheric and Oceanic Sciences [Los Angeles] (AOS), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California (UC)-University of California (UC), TROPO - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Chemistry and Molecular Biology [Gothenburg], University of Gothenburg (GU), Department of Chemistry [University of Toronto], University of Toronto, Institute of Materials and Processes [Edinburgh], University of Edinburgh, Chemical Sciences Division [LBNL Berkeley] (CSD), Lawrence Berkeley National Laboratory [Berkeley] (LBNL), Department of Physical, Environmental and Computer Science [New York], Medgar Evers College, City University of New York [New York] (CUNY)-City University of New York [New York] (CUNY), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), British Antarctic Survey (BAS), Natural Environment Research Council (NERC), Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the Czech Academy of Sciences (IOCB / CAS), Czech Academy of Sciences [Prague] (CAS), Department of Chemistry [Lexington], University of Kentucky (UK), Department of Chemistry [Brno] (SCI / MUNI), Faculty of Science [Brno] (SCI / MUNI), Masaryk University [Brno] (MUNI)-Masaryk University [Brno] (MUNI), Masaryk University [Brno] (MUNI), Geowissenschaftliches Zentrum Göttingen (GZG), Georg-August-University = Georg-August-Universität Göttingen, Department of Chemical Engineering [New York], Columbia University [New York], Geophysical Institute [Bergen] (GFI / BiU), University of Bergen (UiB), Department of Chemistry and Biochemistry [Newak], University of Delaware [Newark], Department of Chemistry [Cork], University College Cork (UCC), Environmental Research Institute [Cork] (ERI), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California-University of California, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec], Institute of Organic Chemistry and Biochemistry [Praha], Czech Academy of Sciences [Prague] (ASCR), University of Kentucky, Department of Chemistry [Brno], Masaryk University, Georg-August-Universität Göttingen, Geophysical Institute [Bergen], University of Bergen (UIB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Georg-August-University [Göttingen]
Subjects: Chemical process, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], Atmospheric Science, Meteorology, Chemistry, Mathematics and natural scienses: 400::Geosciences: 450::Meteorology: 453 [VDP], Firn, Snow grains, Snowpack, Snow, lcsh:QC1-999, air, ice, liquids, quasi-liquids, solids, snow, Freezing point, Crystal, lcsh:Chemistry, Matematikk og naturvitenskap: 400::Geofag: 450::Meteorologi: 453 [VDP], lcsh:QD1-999, 13. Climate action, Chemical physics, Phase (matter), 540 Chemistry, [SDE]Environmental Sciences, 570 Life sciences, biology, lcsh:Physics
Abstract: Snow in the environment acts as a host to rich chemistry and provides a matrix for physical exchange of contaminants within the ecosystem. The goal of this review is to summarise the current state of knowledge of physical processes and chemical reactivity in surface snow with relevance to polar regions. It focuses on a description of impurities in distinct compartments present in surface snow, such as snow crystals, grain boundaries, crystal surfaces, and liquid parts. It emphasises the microscopic description of the ice surface and its link with the environment. Distinct differences between the disordered air–ice interface, often termed quasi-liquid layer, and a liquid phase are highlighted. The reactivity in these different compartments of surface snow is discussed using many experimental studies, simulations, and selected snow models from the molecular to the macro-scale. Although new experimental techniques have extended our knowledge of the surface properties of ice and their impact on some single reactions and processes, others occurring on, at or within snow grains remain unquantified. The presence of liquid or liquid-like compartments either due to the formation of brine or disorder at surfaces of snow crystals below the freezing point may strongly modify reaction rates. Therefore, future experiments should include a detailed characterisation of the surface properties of the ice matrices. A further point that remains largely unresolved is the distribution of impurities between the different domains of the condensed phase inside the snowpack, i.e. in the bulk solid, in liquid at the surface or trapped in confined pockets within or between grains, or at the surface. While surface-sensitive laboratory techniques may in the future help to resolve this point for equilibrium conditions, additional uncertainty for the environmental snowpack may be caused by the highly dynamic nature of the snowpack due to the fast metamorphism occurring under certain environmental conditions. Due to these gaps in knowledge the first snow chemistry models have attempted to reproduce certain processes like the long-term incorporation of volatile compounds in snow and firn or the release of reactive species from the snowpack. Although so far none of the models offers a coupled approach of physical and chemical processes or a detailed representation of the different compartments, they have successfully been used to reproduce some field experiments. A fully coupled snow chemistry and physics model remains to be developed.
Published: 2014

14. Sea surface temperature and sea ice variability in the subpolar North Atlantic from explosive volcanism of the late thirteenth century

Author: Sicre, Marie-Alexandrine, Khodri, Myriam, Mignot, Juliette, Eiríksson, Jon, Knudsen, Karen Luise, Ezat, Ullah, Closset, Ivia, Nogues, P., Massé, Guillaume, Paléocéanographie (PALEOCEAN), 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)-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), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-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), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), 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)-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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec]
Subjects: volcanism, sea surface temperature, 530 Physics, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], global climate model, proxy, modeling, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], sea ice
Abstract: International audience; this study, we use IP25 and alkenone biomarker proxies to document the subdecadal variations of sea ice and sea surface temperature in the subpolar North Atlantic induced by the decadally paced explosive tropical volcanic eruptions of the second half of the thirteenth century. The short- and long-term evolutions of both variables were investigated by cross analysis with a simulation of the IPSL-CM5A LR model. Our results show short-term ocean cooling and sea ice expansion in response to each volcanic eruption. They also highlight that the long response time of the ocean leads to cumulative surface cooling and subsurface heat buildup due to sea ice capping. As volcanic forcing relaxes, the surface ocean rapidly warms, likely amplified by subsurface heat, and remains almost ice free for several decades.
Published: 2013

15. Diatom-Specific Highly Branched Isoprenoids as Biomarkers in Antarctic Consumers

Author: Marie-Noëlle Houssais, Vincent Klein, Mireille Raccurt, Yves Cherel, Aurélie Goutte, Camille Robineau, Catherine Ozouf-Costaz, Guillaume Massé, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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 Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'études biologiques de Chizé (CEBC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systématique, adaptation, évolution (SAE), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écophysiologie, Comportement, Conservation, Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paléoclimats, proxies, processus (PALEOPROXUS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - 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Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Centre d'Études Biologiques de Chizé (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Échanges dans la couche de surface : des pôles aux tropiques (SURF), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-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: Male, 0106 biological sciences, Pagothenia borchgrevinki, 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Medicine, 01 natural sciences, Ornithology, Ice Cover, lcsh:Science, Multidisciplinary, geography.geographical_feature_category, Geography, Ecology, biology, Marine Ecology, Biota, Antarctic silverfish, Female, Seabird, Ecosystem Functioning, Research Article, Food Chain, Krill, Antarctic Regions, Marine Biology, Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Ecosystems, Birds, biology.animal, Sea ice, Animals, 14. Life underwater, Biology, Ecosystem, 0105 earth and related environmental sciences, Diatoms, geography, Terpenes, 010604 marine biology & hydrobiology, lcsh:R, Pelagic zone, Euphausia crystallorophias, biology.organism_classification, Spheniscidae, Perciformes, Antarctic krill, 13. Climate action, Phytoplankton, Bioindicators, lcsh:Q, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Zoology, Biomarkers, Euphausiacea
Abstract: International audience; The structure, functioning and dynamics of polar marine ecosystems are strongly influenced by the extent of sea ice. Ice algae and pelagic phytoplankton represent the primary sources of nutrition for higher trophic-level organisms in seasonally ice-covered areas, but their relative contributions to polar marine consumers remain largely unexplored. Here, we investigated the potential of diatom-specific lipid markers and highly branched isoprenoids (HBIs) for estimating the importance of these two carbon pools in an Antarctic pelagic ecosystem. Using GC-MS analysis, we studied HBI biomarkers in key marine species over three years in Ade ́lie Land, Antarctica: euphausiids (ice krill Euphausia crystallorophias and Antarctic krill E. superba), fish (bald notothens Pagothenia borchgrevinki and Antarctic silverfish Pleuragramma antarcticum) and seabirds (Ade ́lie penguins Pygoscelis adeliae, snow petrels Pagodroma nivea and cape petrels Daption capense). This study provides the first evidence of the incorporation of HBI lipids in Antarctic pelagic consumers. Specifically, a di- unsaturated HBI (diene) of sea ice origin was more abundant in ice-associated species than in pelagic species, whereas a tri- unsaturated HBI (triene) of phytoplanktonic origin was more abundant in pelagic species than in ice-associated species. Moreover, the relative abundances of diene and triene in seabird tissues and eggs were higher during a year of good sea ice conditions than in a year of poor ice conditions. In turn, the higher contribution of ice algal derived organic matter to the diet of seabirds was related to earlier breeding and higher breeding success. HBI biomarkers are a promising tool for estimating the contribution of organic matter derived from ice algae in pelagic consumers from Antarctica.
Published: 2013

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2. Green Edge ice camp campaigns: understanding the processes controlling the under-ice Arctic phytoplankton spring bloom

3. Gene Expression Changes and Community Turnover Differentially Shape the Global Ocean Metatranscriptome

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5. Optical porosimetry of weakly absorbing porous materials

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7. Multisignal control of expression of the LHCX protein family in the marine diatom Phaeodactylum tricornutum

8. Late Eocene to present isotopic (Sr–Nd–Pb) and geochemical evolution of sediments from the Lomonosov Ridge, Arctic Ocean: Implications for continental sources and linkage with the North Atlantic Ocean

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11. Labrador current variability over the last 2000 years

12. Contribution of sea ice organic matter in the diet of Antarctic fishes: a diatom-specific highly branched isoprenoid approach

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14. Sea surface temperature and sea ice variability in the subpolar North Atlantic from explosive volcanism of the late thirteenth century

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