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Nitrates

 

Le nitrate est une molécule qui contient un atome d’azote. Elle est très importante pour la croissance du phytoplancton car, comme pour tous les végétaux terrestres, le phytoplancton a besoin, en plus du carbone fixé par photosynthèse, d’une source d’azote pour construire des molécules organiques élémentaires comme les protéines.

 

 

Qu’est-ce que c’est ?

Le nitrate est une molécule qui contient un atome d’azote et trois atomes d'oxygène (NO3-). On retrouve des nitrates dans les sols, les rivières et les océans. Bien que les nitrates peuvent être une source de pollution s’ils sont présents en trop grande concentration (c’est parfois le cas dans les rivières et les environnements côtiers), cet élément est indispensable à la croissance des plantes terrestres et aquatiques, y compris le phytoplancton. En fait c’est un engrais pour les plantes !
En océanographie on dit que c’est un nutriment (ou sel nutritif). Parmi les nutriments on compte aussi les phosphates et les silicates.

 

Comment est-ce mesuré par les flotteurs ?

Les nitrates sont mesurés à l’aide d’un instrument optique appelé SUNA. Le principe de la mesure est simple. Lorsqu’une molécule de nitrate est illuminée par une lumière ultraviolette (longueur d’onde entre 190 nm et 370 nm), une partie de l’énergie lumineuse est absorbée par la molécule, l’intensité de la lumière ultraviolette diminue donc. Le SUNA envoie de la lumière ultraviolette dans un échantillon d’eau de mer et mesure l’intensité en sortie. Plus la concentration en nitrate est élevée plus l’intensité lumineuse en sortie est faible (loi de Beer Lambert).

 

Exemples typiques


• Profils verticaux

De manière générale, il faut savoir que dans la colonne d’eau la concentration en nitrates est faible en surface et maximale en profondeur. Cela peut se comprendre facilement si on considère le paramètre lumière. En effet, à la surface de l’océan, la lumière est abondante, le phytoplancton qui a besoin de lumière et de nutriments pour se développer va alors va rapidement consommer les nitrates présents en surface. Au contraire, en profondeur l’absence de lumière empêche le développement du phytoplancton et les nitrates produits par reminéralisation s’accumulent. La reminéralisation correspond à la dégradation des organismes morts.

Le profil vertical de nitrate correspondant à la situation la plus courante dans l’océan est représenté sur la Figure 1. On observe une absence de nitrate dans la couche de surface, une augmentation rapide dans une couche intermédiaire (c’est la nitracline) et des valeurs élevées et relativement stables en dessous. La nitracline sépare la zone de surface où la lumière est abondante du fond où il n’y a plus assez de lumière pour que le phytoplancton puisse se développer. Toutefois, on peut aussi observer, pendant l’hiver, dans les régions tempérées et polaires, la présence de nitrates en surface. Des conditions météorologiques intenses (vent fort, temps sec et très froid) provoquent un mélange de la colonne d’eau depuis la surface et qui peut atteindre la profondeur de la nitracline. Ce mélange va alors entrainer des nitratres vers la surface (cf. Figure 2).

concentration en nitrates dans la situation la plus couranteFigure 1 : Profil vertical de concentration en nitrates
dans la situation la plus courante
Profil vertical de concentration en nitrates dans une situation de mélange profond Figure 2 : Profil vertical de concentration en nitrates
dans une situation de mélange profond

 

• Distribution spatiale de la concentration en nitrates à 200 m de profondeur

La Figure 3 montre la concentration en nitrates à 200 m de profondeur donc en dessous de la couche éclairée dans laquelle le phytoplancton peut se développer. On observe d’importantes disparités à l’échelle du globe. En particulier, dans les régions subtropicales (entre 20° et 35° de latitude), les concentrations en nitrates sont très faibles. Cela signifie que même si le mélange atteint 200 m dans ces régions l’apport de nitrate en surface sera très faible. Ce déficit en nitrate explique aussi les très faibles concentrations en chlorophylle a observées dans ces zones (→ voir la fiche chlorophylle a).

 

Carte annuelle moyenne de la concentration en nitrate à 200m de profondeur(2009)Figure 3 : Carte annuelle moyenne de la concentration en nitrates à 200 m de profondeur (2009) – source : World Ocean Atlas

 

 

 

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