On the total carbon dioxide and oxygen signature of the circumpolar deep water in the Weddell Gyre

La trajectoire de l'eau profonde circumpolaire (CDW) a ete suivie dans la mer de Weddell au cours de deux campagnes du N.O. Polarstern pendant l'hiver austral 1992 et l'ete 1992-1993. Le carbone inorganique total (TCO 2 ) est un bon traceur de cette masse d'eau car il revele des caracteristiques qui n'apparaissent pas dans les repartitions de temperature et de salinite. A l'entree de l'eau CDW (deviation locale du courant antarctique circumpolaire, ACC), dans l'est de la mer de Weddell, un maximum de TCO2 (associe a un maximum de temperature et a un minimum d'oxygene) est observe a environ 200 m, profondeur ou se fait le melange entre l'eau superficielle d'hiver et l'eau CDW. Le niveau inferieur de la couche d'au CDW n'apparait pas sur les profils de temperature et de salinite; il est marque par un maximum de TCO2 a 1000-1500 m, (σ θ 27.835), qui resulte de la superposition de l'eau CDW et de l'eau profonde de la mer de Weddell (WSDW), avec des gradients verticaux opposes. L'oxygene presente un petit minimum, uniquement sur le meridien origine, lie probablement a l'histoire biologique differente des deux eaux. Le maximum de TCO2 permet de suivre la penetration de l'eau CDW au long du circuit qu'elle decrit dans la mer de Weddell jusqu'a sa sortie au sud du plateau des Orcades. Au-dela, sa trace a disparu lorsque le courant atteint le meridien origine. L'eau CDW nouvelle, dont le circuit fait partie du courant limite, entoure une region centrale ou les courants sont nettement plus faibles et ou l'on distingue une derivation de l'eau CDW, l'eau centrale intermediaire (CIW). Cette masse d'eau est caracterisee par un maximum secondaire de TCO2 et par un minimum d'oxygene, sans structures comparables dans les champs de temperature et de salinite; elle est plus riche en CO 2 que l'eau CDW qui entre dans la mer de Weddell. Ses caracteristiques sont plus marquees dans l'ouest du bassin ou elle atteint le niveau inferieur de la couche d'eau CDW nouvelle. Ainsi, l'alimentation du bassin central se fait par l'ouest plutot que par l'est. A l'interieur, l'eau CDW est modifiee par melange avec l'eau profonde de la mer de Weddell sous-jacente et par l'entrainement de la couche d'eau superieure. Une partie du courant CDW est rejete en dehors de la mer de Weddell dans la couche de fond du courant antarctique circumpolaire, transferant vers les fonds de l'ocean mondial une eau biologiquement enrichie en CO 2 .

[1]  M. Hoppema,et al.  On the relation between organic and inorganic carbon in the Weddell Sea , 1998 .

[2]  E. Fahrbach,et al.  Winter-summer differences of carbon dioxide and oxygen in the Weddell Sea surface layer , 1995 .

[3]  E. Fahrbach,et al.  Formation and discharge of deep and bottom water in the northwestern Weddell Sea , 1995 .

[4]  E. Fahrbach,et al.  Transport and structure of the Weddell Gyre , 1994 .

[5]  V. Gouretski,et al.  Weddell Gyre structure of the eastern boundary , 1993 .

[6]  R. Locarnini,et al.  The importance of the Scotia Sea on the outflow of Weddell Sea Deep Water , 1993 .

[7]  K. Koltermann,et al.  Topographic effects of the Maud Rise on the stratification and circulation of the Weddell Gyre , 1992 .

[8]  C. Chen,et al.  Why is there little anthropogenic CO2 in the Antarttic bottom water , 1987 .

[9]  T. Whitworth,et al.  Water masses and currents of the Southern Ocean at the Greenwich Meridian , 1987 .

[10]  K. Johnson,et al.  Coulometric TCO2 analyses for marine studies; an introduction , 1985 .

[11]  A. Gordon,et al.  Thermohaline stratification below the Southern Ocean sea ice , 1984 .

[12]  J. Reid,et al.  Abyssal characteristics of the World Ocean waters , 1983 .

[13]  R. Weiss,et al.  Geochemical studies of the Weddell sea , 1979 .

[14]  Arnold L. Gordon,et al.  Deep Antarctic Convection West of Maud Rise , 1978 .

[15]  E. Carmack,et al.  Frontal zone mixing and Antarctic Bottom water formation in the southern Weddell Sea , 1976 .

[16]  A. E. Gill.  Circulation and bottom water production in the Weddell Sea , 1973 .

[17]  G. Hufford,et al.  Formation of Antarctic bottom water in the Weddell Sea , 1971 .

[18]  A. Orsi,et al.  On the circulation and stratification of the Weddell Gyre , 1993 .

[19]  G. Deacon.  The hydrology of the southern ocean , 1937 .

[20]  N. V. I. Oslo,et al.  The waters of the Atlantic Antarctic ocean , 1934 .

[21]  Brennecke Wilhelm.  Die ozeanographischen Arbeiten der Deutschen Antarktischen Expedition 1911-1912 , 1921 .