The coupled oxygen and carbon dynamics in the subsurface waters of the Gulf and Lower St. Lawrence Estuary and implications for artificial oxygenation
Notice bibliographique
Résumé
The Gulf and Lower St. Lawrence Estuary have experienced major environmental change over the past century, including the development of hypoxic bottom waters and their simultaneous warming and acidification. Here, we use biogeochemical observations collected during the 2021–2023 TReX project as well as historical data, integrated with a tracer-calibrated 1D Advection-Diffusion model with variable boundary conditions to represent dissolved oxygen (DO) and dissolved inorganic carbon (DIC) dynamics within the core of the oxygen minimum zone (27.15–27.3 kg m −3 isopycnals) of the Laurentian Channel. The rate of in-channel oxygen utilization in the deep layer was nearly invariant from 2003 to 2023 at 21.1 ± 2.5 µmol kg −1 yr −1 and the DIC accumulation rate was estimated to be 18.3 ± 2.5 µmol kg −1 yr −1 . Using δ 13 C DIC data, we assess the effect of microbial organic matter remineralization processes and dilution of the 13 C DIC pool (-6.6×10-3 ‰ µmol −1 of added metabolic DIC). This combination of long-term observations and tracer-informed transport modeling helps reconcile differences in prior estimates of biogeochemical transformation rates and improves our ability to predict deepwater DO and DIC cycling. Finally, we apply the model to the mitigation scenario proposed by Wallace et al. (2023) for artificial re-oxygenation of the Laurentian Channel bottom waters using pure oxygen. We estimate that the injection of ∼ 8.3 × 10 5 t yr −1 of oxygen, equivalent to an additional 55 µmol kg −1 relative to the 2023 boundary concentration proximal to the Cabot Strait, would be required to achieve and maintain above hypoxic levels (>62.5 µmol kg −1 ) at the head of the Laurentian Channel. Using the model, we estimate the time required to re-establish steady-state along-channel distributions of DO and DIC following a change in offshore boundary conditions to be about 10 years, or twice the along-channel transit time. This study provides new long-term characterizations of deepwater DO and DIC cycling and offers a first-order assessment of the feasibility of large-scale re-oxygenation in the Gulf and Lower St. Lawrence Estuary.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».