Seasonal variations of downward particle fluxes in front of a reef pass (Moorea Island, French Polynesia)

Downward particle fluxes off the Taotoi Pass, a typical Polynesian lagoon pass, have been measured over an annual cycle by means of an array of three mooring lines deployed at 40 m depth on the external sandy plain seawards of the Tiahura reef. Each line was equipped with two hand-operated sediment traps located 1.5 and 10 m above the bottom. During the 1-year survey, the traps were deployed for seven periods of 2-3 weeks. One line equipped with an automated trap was further deployed at 400 m depth on the deep fore-reef slope to collect deep settling particles over two consecutive 6-month periods. For all periods investigated, fluxes on the external plain were highest in front of the pass, and decreased by half on either side (up- and downstream with respect to general circulation), indicating a net export through the pass. At all three locations, the highest downward fluxes recorded (60-100 g m(-2) d(-1)) corresponded to coarse panicles mostly carbonate, whereas the lower fluxes (a few g m(-2) d(-1)) corresponded to smaller and lighter material mostly organic carbon. Fluxes on the deep slope were much lower than on the sandy plain (1.5-7.3 g m(-2) d(-1)), but followed a broadly similar seasonal trend. Comparison of our trap data with published production values for the Tiahura reef system suggests that inorganic and organic carbon export through the pass is limited. The minimum estimates represent around 6% of total calcification but only 1% of the net production of the reef system. The qualitative and quantitative temporal evolution of downward fluxes showed a seasonally-contrasted trend, related to local hydrodynamic conditions. Fluxes were always higher during the southern summer season, and lower during winter. Carbon export appears to be ultimately controlled by climatic factors. i.e. seasonal changes in the orientation and heights of swells and waves that modulate the amount of water flowing into the lagoon, before being flushed out into the open ocean, entraining particles. (C) 2002 Ifremer/CNRS/IRD/Editions scientifiques et medicales Elsevier SAS. All rights reserved.
Les flux particulaires ont été mesurés devant la passe lagonaire de Taotoï (côte Nord de Moorea, Polynésie française) sur une période annuelle, au moyen de trois lignes de mouillage de pièges à particules déployées à 40 m de profondeur sur la plaine sableuse située à l’extérieur du récif barrière de Tiahura. Chaque ligne comporte deux pièges à particules manuels situés à 1,5 m et 10 m au-dessus du fond. Ces pièges ont été déployés durant sept périodes de deux à trois semaines. Un piège à particules automatique a, en outre, été déployé à 400 m de profondeur sur le tombant afin de collecter, de façon séquentielle, des échantillons mensuels de particules pendant deux périodes consécutives de six mois. Les flux mesurés sur la plaine sableuse sont toujours plus élevés devant la passe. Ils diminuent de moitié environ pour les stations placées en « amont » et en « aval » de la passe (en référence au courant de dérive générale à l’extérieur du récif barrière), indiquant une exportation nette de matière par cette dernière. Les flux les plus élevés (60 à 100 g m–2 j–1) sont systématiquement composés de particules lourdes et carbonatées. À l’inverse, les flux les plus faibles (quelques g m–2 j–1) se composent dˈun matériel plus fin, plus léger, enrichi en carbone organique. En profondeur, les flux sont beaucoup plus faibles que sur la plaine sableuse (1,5 à 7,3 g m–2 j–1), mais présentent un signal saisonnier similaire. La comparaison de nos résultats avec les valeurs de production publiées pour le système récifal de Tiahura suggère que l’exportation de carbone inorganique et organique par le récif reste un phénomène limité, avec des minima dˈenviron 6% de la calcification totale et de 1% de la production nette. L’évolution temporelle des flux présente une tendance saisonnière marquée, liée à la variation des conditions hydrodynamiques locales: les flux sont toujours plus élevés en période d’été austral et plus faibles en hiver. L’exportation de carbone semble ainsi contrôlée par les facteurs climatiques, c’est-à-dire les changements saisonniers d’orientation des houles et des vagues qui modulent les arrivées d’eau dans le lagon et donc le transport particulaire associé au flux dˈeau sortant.