Seasonal marine carbon system processes in an Arctic coastal landfast sea ice environment observed with an innovative underwater sensor platform
Notice bibliographique
Résumé
Studying carbon dioxide in the ocean helps to understand how the ocean will be impacted by climate change and respond to increasing fossil fuel emissions. The marine carbonate system is not well characterized in the Arctic, where challenging logistics and extreme conditions limit observations of atmospheric CO2 flux and ocean acidification. Here, we present a high-resolution marine carbon system data set covering the complete cycle of sea-ice growth and melt in an Arctic estuary (Nunavut, Canada). This data set was collected through three consecutive yearlong deployments of sensors for pH and partial pressure of CO2 in seawater (pCO2sw) on a cabled underwater observatory. The sensors were remarkably stable compared to discrete samples: While corrections for offsets were required in some instances, we did not observe significant drift over the deployment periods. Our observations revealed a strong seasonality in this marine carbon system. Prior to sea-ice formation, air–sea gas exchange and respiration were the dominant processes, leading to increasing pCO2sw and reduced aragonite saturation state (ΩAr). During sea-ice growth, water column respiration and brine rejection (possibly enriched in dissolved inorganic carbon, relative to alkalinity, due to ikaite precipitation in sea ice) drove pCO2sw to supersaturation and lowered ΩAr to < 1. Shortly after polar sunrise, the ecosystem became net autotrophic, returning pCO2sw to undersaturation. The biological community responsible for this early switch to autotrophy (well before ice algae or phytoplankton blooms) requires further investigation. After sea-ice melt initiated, an under-ice phytoplankton bloom strongly reduced aqueous carbon (chlorophyll-a max of 2.4 µg L–1), returning ΩAr to > 1 after 4.5 months of undersaturation. Based on simple extrapolations of anthropogenic carbon inventories, we suspect that this seasonal undersaturation would not have occurred naturally. At ice breakup, the sensor platform recorded low pCO2sw (230 µatm), suggesting a strong CO2 sink during the open water season.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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