Rheological properties of marine organic aggregates: importance for vertical flux, turbulence and microzone

Abstract

For marine cnvironmcnlS whcrc aggrcgalcs arc composed of ~ 50 % organic matLer. various panunctcrs relevant to aggregation arc quanlified and compared with those in other aggregation regirnes. Sorne possible environrnental crfects o f the rheological propert ie s of rn<.lri ne organic aggregates <.Ire reviewed. T he interaction belwccn shear forces in the water and aggrcgate rheology is likely \() delermine: firstly, the sink ing spced of aggregates and hence vertical organic nux rates: secondly, the volume of microzones, with impl ications for equi libria and kinet ics of chemical reaet ions in the pelagie milieu: and th irdly. the dcgrec o f turbulence dantping between aggregates, due to absorption of energy through viscous dissipation inside viscoelastic aggregates during their deformati on. Whether organic sub-micrornelrc panicles incrc:tse the viscosity of bul k seawater at :t g iven 1cnglhseale (such as that of turbulence) wi ll depend on their shape and the degree to which Iheir rheologieal and surface-active propcrties allow adhesion or intertanglcment to fo rm matrices. Sonte preliminary resul ts are gi"cn o f the rheo]ogieaJ properties of somc laboralOry-produced marine org.mic aggregates.Pour les milieux marins où les agrég:lls sc constituent à plus de 50 % de mati ère organique , nous compa rons certains paTluTlètres qui concernen t le régime agrégatif avec ceux d'autres milieux. Nous donnons un aperçu des effets possibles sur leur milieu des propriétés rhéologiques des ag régats organiques marin s. L'interaction entre le cisaillement in i{11 et la rhéologie des agrégats pourrai t déterminer premièrement la vi tesse de descente des agrégats, ct ainsi le nux vert ical organique: deux ièmeme nt, le volume des microwncs, ct ainsi l'équi libre ct la dynamique des réact ions chimiques e n milieu pélagique: troisièmement. la diminution de la turbulence entre les agrégats duc à la dissipation visqueuse dans les agrégats viscoélastiq ues dura nt leur dé formation. Le deg ré auquel les panicuics organiques sous-micrométriques pourmient augmenter la viscosité de l'eau de mer brute à une échelle donnée de longueur (comme celle de la turbulence). serait déterminé par le ur tendance à donner des matrices par adhésion e t par entremêleme nt. La fo rme ai nsi que les pro priété s rhéologiques et te nsioacti ves de ces panicules dé termineront celte tendance. Nous prése nt ~ quelque s ré sultats prélimi naires de s propri é tés rhéologiq ues des agrég ats organiques marins produits en laboratoire.