ATMO-GEO — Évaluation du rôle du dépôt atmosphérique sur la balance géochimique amazonienne

La forêt amazonienne est l'un des plus grands puits de carbone de la planète, séquestrant chaque année entre 0,42 et 0,65 PgC, mais son statut est remis en question par les perturbations rapides causées par le changement climatique. Dans cette région, la productivité de la forêt amazonienne peut être limitée par la faible disponibilité des nutriments fournis par les sols très altérés sur lesquels pousse la végétation. Le rôle des apports atmosphériques externes dans la pérennité de cette forêt tropicale amazonienne depuis des millions d’années est aujourd’hui encore débattue. En effet, ces aérosols se caractérisent notamment par leur richesse en certains éléments essentiels comme K, P ou les métaux. A l'échelle des temps géologiques, l’influence des retombées atmosphériques sur le fonctionnement de la zone critique est questionnée car ces apports sont souvent ignorés dans l'équilibre chimique des flux d'érosion et d’altération à l’échelle du bassin versant. Le projet ATMO-GEO s’est constitué autour d’une équipe scientifique composée de géochimistes de la zone critique et de chercheurs en chimie et physique de l'atmosphère afin de pouvoir quantifier l'impact des apports atmosphériques sur le fonctionnement géochimique du bassin amazonien. En Amérique du Sud, la période la plus intense d'apports atmosphériques se situe pendant l'hiver boréal, sous l'effet des vents d'est lorsque la zone de convergence intertropicale est à sa position méridionale, transférant des quantités massives de poussière de la région saharo-sahélienne, ainsi que des suies issue de la combustion de biomasse en provenance du nord de l'Afrique tropicale. Cependant, pendant le reste de l’année, les apports sont moindres, mais le flux atmosphérique n’est pas négligeable, notamment concernant les apports par les suies d’éléments facilement solubles et donc biodisponibles. Dans le cadre d'ATMO-GEO, les aérosols et les dépôts seront ciblés à la suite d'un échantillonnage ambitieux et unique. Les aérosols, les dépôts totaux et les fractions solubles-insolubles de la pluie à l'échelle événementielle seront collectés simultanément sur deux sites distincts, l'un côtier en Guyane française et l'autre continental, à 1000 km au sud-est, près de Manaus au Brésil. Intégrées sur plusieurs saisons, plusieurs années, et à différentes fréquences (de l’événement de pluie à l’année), ces données nous permettront de connaître, sur le long terme, la variabilité temporelle de la composition des aérosols et des dépôts, ainsi que les changements potentiels les affectant lors de leur transit depuis des régions côtières vers les régions continentales du bassin amazonien. Puisque la composition des aérosols peut varier en fonction de la saison, de la source d'émission de poussières en Afrique du Nord ou de leur pénétration dans les zones continentales, des études géochimiques, isotopiques et minéralogiques poussées seront appliquées pour caractériser les différents types d'aérosols, déterminer les principales sources de poussières nord-africaines et cibler leur cinétique de solubilité. En outre, les dépôts totaux et élément-spécifiques seront quantifiés dans les deux observatoires, ainsi que les fractions solubles et insolubles de ces éléments dans les précipitations, afin d'estimer les flux de dépôts annuels. L'extrapolation des taux de dépôt depuis deux sites uniques à l’échelle du bassin amazonien sera réalisée à l'aide d'une version actualisée du modèle de transport chimique GEOS-Chem, qui prendra en compte la composition chimique du dépôt en tant qu'entrée de modèle. L'importance des apports atmosphériques dans l'équilibre géochimique amazonien sera estimée en les comparant aux taux de dénudation (érosion + altération) documentés dans l'ensemble du bassin amazonien. Ce projet s’inscrit également à l’échelle locale avec un désir fort des pouvoirs publics de mieux appréhender la dynamique de ces apports atmosphériques afin d’adapter leurs politiques locales, notamment sanitaire