Published February 22, 2024 | Version v1
Publication Open

Anthropogenic carbon pathways towards the North Atlantic interior revealed by Argo-O2, neural networks and back-calculations

Creators

  • 1. Laboratoire d'Études en Géophysique et Océanographie Spatiales
  • 2. Institut Océanographique
  • 3. Institute of Marine and Coastal Research

Description

Abstract The subpolar North Atlantic (SPNA) is a region of high anthropogenic CO 2 (C ant ) storage per unit area. Although the average C ant distribution is well documented in this region, the C ant pathways towards the ocean interior remain largely unresolved. We used observations from three Argo-O 2 floats spanning 2013-2018 within the SPNA, combined with existing neural networks and back-calculations, to determine the C ant evolution along the float pathways from a quasi-lagrangian perspective. Our results show that C ant follows a stepwise deepening along its way through the SPNA. The upper subtropical waters have a stratified C ant distribution that homogenizes within the winter mixed layer by Subpolar Mode Water formation in the Iceland Basin. In the Irminger and Labrador Basins, the high-C ant footprint (> 55 μmol kg −1 ) is mixed down to 1400 and 1800 dbar, respectively, by deep winter convection. As a result, the maximum C ant concentration is diluted (<45 μmol kg −1 ). Our study highlights the role of water mass transformation as a first-order mechanism for C ant penetration into the ocean. It also demonstrates the potential of Argo-O 2 observations, combined with existing methods, to obtain reliable C ant estimates, opening ways to study the oceanic C ant content at high spatio-temporal resolution.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص منطقة شمال الأطلسي تحت القطبية (SPNA) هي منطقة ذات تخزين مرتفع لثاني أكسيد الكربون البشري المنشأ (C ANT ) لكل وحدة مساحة. على الرغم من أن متوسط توزيع النمل C موثق جيدًا في هذه المنطقة، إلا أن مسارات النمل C نحو المحيط الداخلي لا تزال دون حل إلى حد كبير. استخدمنا ملاحظات من ثلاث عوامات Argo - O 2 تمتد من 2013 إلى 2018 داخل SPNA، جنبًا إلى جنب مع الشبكات العصبية الحالية والحسابات الخلفية، لتحديد تطور النمل C على طول مسارات العوامة من منظور شبه لاغرانج. تظهر نتائجنا أن CANT يتبع تعميقًا تدريجيًا على طول طريقه عبر SPNA. تحتوي المياه شبه المدارية العليا على توزيع طبقي للنمل C الذي يتجانس داخل الطبقة المختلطة الشتوية عن طريق تكوين المياه في الوضع تحت القطبي في حوض أيسلندا. في أحواض إيرمينجر ولابرادور، يتم خلط بصمة النمل عالية C (> 55 ميكرومول كجم -1 ) إلى 1400 و 1800 ديسبار، على التوالي، عن طريق الحمل الحراري الشتوي العميق. نتيجة لذلك، يتم تخفيف الحد الأقصى لتركيز C ant (<45 ميكرومول كجم −1 ). تسلط دراستنا الضوء على دور تحول كتلة الماء كآلية من الدرجة الأولى لاختراق C ant في المحيط. كما يوضح إمكانات ملاحظات Argo - O 2، جنبًا إلى جنب مع الطرق الحالية، للحصول على تقديرات C ant موثوقة، وفتح طرق لدراسة محتوى C ant المحيطي بدقة مكانية - زمنية عالية.

Translated Description (French)

Résumé L'Atlantique Nord subpolaire (SPNA) est une région de stockage anthropique élevé de CO 2 (C ant ) par unité de surface. Bien que la répartition moyenne de la fourmi C soit bien documentée dans cette région, les voies de la fourmi C vers l'intérieur de l'océan restent en grande partie non résolues. Nous avons utilisé les observations de trois flotteurs Argo-O 2 couvrant la période 2013-2018 au sein de la SPNA, combinées aux réseaux de neurones existants et aux rétro-calculs, pour déterminer l'évolution C ant le long des voies des flotteurs d'un point de vue quasi-lagrangien. Nos résultats montrent que C ant suit un approfondissement progressif tout au long de son parcours à travers la SPNA. Les eaux subtropicales supérieures ont une distribution C ant stratifiée qui s'homogénéise dans la couche mixte hivernale par formation d'eau en mode subpolaire dans le bassin islandais. Dans les bassins d'Irminger et du Labrador, l'empreinte de fourmis à teneur élevée en carbone (> 55 μmol kg −1 ) est mélangée à 1400 et 1800 dbar, respectivement, par convection hivernale profonde. En conséquence, la concentration maximale de C ant est diluée (<45 μmol kg −1 ). Notre étude met en évidence le rôle de la transformation de la masse d'eau en tant que mécanisme de premier ordre pour la pénétration de la C ant dans l'océan. Il démontre également le potentiel des observations d'Argo-O 2, combinées aux méthodes existantes, pour obtenir des estimations fiables de la C ant, ouvrant la voie à l'étude de la teneur océanique en C ant à haute résolution spatio-temporelle.

Translated Description (Spanish)

Resumen El Atlántico Norte subpolar (SPNA) es una región de alto almacenamiento antropogénico de CO 2 (C ant ) por unidad de área. Aunque la distribución promedio de hormigas C está bien documentada en esta región, las vías de las hormigas C hacia el interior del océano siguen sin resolverse en gran medida. Utilizamos los resultados de tres flotadores Argo-O 2 que abarcan el periodo 2013-2018 dentro del SPNA, combinados con redes neuronales existentes y cálculos retrospectivos, para determinar la evolución de las hormigas C a lo largo de las vías de flotadores desde una perspectiva casi lagrangiana. Nuestros resultados muestran que C ANT sigue una profundización gradual a lo largo de su camino a través del SPNA. Las aguas subtropicales superiores tienen una distribución estratificada de hormigas C que se homogeneiza dentro de la capa mixta de invierno por la formación de agua en modo subpolar en la cuenca de Islandia. En las cuencas de Irminger y Labrador, la huella de hormigas de alto C (> 55 μmol kg −1 ) se mezcla a 1400 y 1800 dbar, respectivamente, por convección profunda de invierno. Como resultado, la concentración máxima de C ant se diluye (<45 μmol kg −1 ). Nuestro estudio destaca el papel de la transformación de la masa de agua como un mecanismo de primer orden para la penetración de las hormigas en el océano. También demuestra el potencial de Argo-O 2, combinado con los métodos existentes, para obtener estimaciones confiables de hormigas C, abriendo formas de estudiar el contenido de hormigas C oceánicas a alta resolución espacio-temporal.

Files

document.pdf

Files (4.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:dadd0c30202f02899d89e999ad94005a
4.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مسارات الكربون البشري المنشأ نحو المناطق الداخلية في شمال المحيط الأطلسي التي كشف عنها Argo - O2 والشبكات العصبية والحسابات الخلفية
Translated title (French)
Voies du carbone anthropique vers l'intérieur de l'Atlantique Nord révélées par Argo-O2, réseaux de neurones et rétrocalculs
Translated title (Spanish)
Vías antropogénicas de carbono hacia el interior del Atlántico Norte reveladas por Argo-O2, redes neuronales y cálculos retrospectivos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392044608
DOI
10.1038/s41467-024-46074-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4249092016 (Other)
https://openalex.org/W4200066377 (Other)
https://openalex.org/W2952353298 (Other)
https://openalex.org/W2363954707 (Other)
https://openalex.org/W2358480466 (Other)
https://openalex.org/W2132614575 (Other)
https://openalex.org/W2129035720 (Other)
https://openalex.org/W2058651898 (Other)
https://openalex.org/W2017537773 (Other)
https://openalex.org/W1593662638 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1447128777
  • https://openalex.org/W1498436455
  • https://openalex.org/W1866331449
  • https://openalex.org/W1877806058
  • https://openalex.org/W1915077194
  • https://openalex.org/W1991057524
  • https://openalex.org/W1995284187
  • https://openalex.org/W1995764679
  • https://openalex.org/W1996373378
  • https://openalex.org/W1997894878
  • https://openalex.org/W2011250237
  • https://openalex.org/W2016833791
  • https://openalex.org/W2017862342
  • https://openalex.org/W2051068871
  • https://openalex.org/W2051203581
  • https://openalex.org/W2052989259
  • https://openalex.org/W2056136211
  • https://openalex.org/W2063534846
  • https://openalex.org/W2066743080
  • https://openalex.org/W2069197937
  • https://openalex.org/W2073378033
  • https://openalex.org/W2095602924
  • https://openalex.org/W2101103388
  • https://openalex.org/W2116063019
  • https://openalex.org/W2117837249
  • https://openalex.org/W2127599527
  • https://openalex.org/W2146762973
  • https://openalex.org/W2150181064
  • https://openalex.org/W2153128193
  • https://openalex.org/W2156666706
  • https://openalex.org/W2168062665
  • https://openalex.org/W2233099972
  • https://openalex.org/W2254857365
  • https://openalex.org/W2290944358
  • https://openalex.org/W2461255692
  • https://openalex.org/W2466264156
  • https://openalex.org/W2541594724
  • https://openalex.org/W2588962915
  • https://openalex.org/W2744000654
  • https://openalex.org/W2787937034
  • https://openalex.org/W2788614508
  • https://openalex.org/W2794728810
  • https://openalex.org/W2884877582
  • https://openalex.org/W2890208157
  • https://openalex.org/W2922127343
  • https://openalex.org/W2962089301
  • https://openalex.org/W2969837921
  • https://openalex.org/W2971991795
  • https://openalex.org/W2989192082
  • https://openalex.org/W3040897055
  • https://openalex.org/W3087160123
  • https://openalex.org/W3114315623
  • https://openalex.org/W3155953081
  • https://openalex.org/W3158484776
  • https://openalex.org/W3182980069
  • https://openalex.org/W3205627760
  • https://openalex.org/W4200178355
  • https://openalex.org/W4214570501
  • https://openalex.org/W4225004802
  • https://openalex.org/W4225273917
  • https://openalex.org/W4280552536
  • https://openalex.org/W4281659476
  • https://openalex.org/W4293092488
  • https://openalex.org/W4293222016
  • https://openalex.org/W4317830787
  • https://openalex.org/W4367845541
  • https://openalex.org/W4385719878
  • https://openalex.org/W4388297464
  • https://openalex.org/W4392231031