Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001

146

Introduction

Sediment traps have been widely used over the past 30 years to

study the downward ?ux of particles under in various marine environ-

mental conditions. They are a unique tool for measuring particle ?ux

in the water column and for collecting samples to estimate ?uxes of a

variety of elements and compounds [1]. Also, they permit recording

?uxes over long periods of time to observe seasonal and annual

changes in sedimentation [2]. Their records have provided key data for

the better understanding of ocean biogeochemical processes. It is

widely accepted that traps deployed in calm environments or the deep

ocean provide a reasonable estimate of in-situsedimentation. The sit-

uation is not always the same when traps are deployed in high energy

environments or shallow waters. Trap data obtained under the latter

conditions may be affected by hydrodynamic bias [3].

Since the activity of 

234

Th in sea water is primarily controlled by

production from its soluble parent 

238

U and losses through radioactive

decay plus sorptive removal on sinking particles, the accuracy of trap

measurement in shallow waters can be verified by studying the

234

Th:

238

U disequilibria in the overlying water column. From the

234

Th deficiency in sea water one can predict the 

234

Th ?ux down to

the depth of radionuclide disequilibrium [4]. Given this and a 

234

Th

measurement in the traps, one has an independent check whether the

trap is collecting 

234

Th-bearing particles in a predictable fashion. In a

similar way, carbon ?uxes can be predicted by using experimentally

determined C/

234

Th ratios. 

Field test and results

During a spring bloom, a field intercomparison of the three

Technicap models of sediment traps (Fig.1a) was carried out off

Monaco. During one month the traps were deployed at 170 m depth on

three independent moorings over a bottom 370 m deep. Currents were

also recorded during the entire period of the experiment. In order to

relate the measured ?uxes to changes in the environment, using Niskin

bottles the water column was sampled weekly for basic physico-chem-

ical parameters such as temperature, salinity, ?uorescence, chlorophyll

aand particulate organic carbon. In addition, particulate and dissolved

234

Th were measured in the water column using in-sitularge volume

pumps (Fig.1b) in order to compare 

234

Th trap-measured ?uxes with

?uxes predicted based on 

234

Th-deficiency, and to estimate carbon

?uxes from the observed 

234

Th:

238

U disequilibria.

Fluxes measured by the three sediment traps were in good agree-

ment during most of the sampling period. Only during short periods of

high sedimentation did the measured ?uxes present a high variability

between traps but without any consistent differences for any given

model. Similar trends were observed for carbon ?uxes and, to a lesser

extent, for pigment ?uxes. Thorium data, although preliminary, indi-

cate that 

234

Th trap-measured ?uxes and predicted 

234

Th ?uxes based

on

234

Th-deficiency were relatively similar and, thus, suggest that the

collection of particles by the traps was representative of the actual in-

situ?uxes off Monaco during the experiment. 

References

[1] Fowler S.W. and Knauer G.A., 1986. Role of large particles in the

transport of elements and organic compounds through the oceanic water

column.Prog. Oceanogr., 16: 147-194.

[2] Miquel J.-C., Fowler S.W. and La Rosa, J., 2000. “Seasonal and

interannual variations of particle and carbon ?uxes in the open NW

Mediterranean: 10 years of sediment trap measurements at the Dyfamed

station. In: Ocean Biogeochemistry: A New Paradigm, JFOFS Open

Science Conference, Norway, p.133.

[3] Gust G., Byrne R.H., Bernstein R.E., Betzer P.R. and Bowles, W.,

1992. Particle ?uxes and moving ?uids: experience from synchronous

trap collections in the Sargasso Sea. Deep Sea Res.39: 1071-1083.

[4] Charette M.A. and Moran S.B., 1999. Rates of particle scavenging

and particulate organic carbon export estimated using 234Th as a tracer

in the subtropical and equatorial Atlantic Ocean. Deep Sea Res.II, 46:

885-906.

234

TH:

238

U DISEQUILIBRIA AND SEDIMENT TRAPS: A DUAL APPROACHTO ESTIMATING CARBON

EXPORT FROM THE UPPER WATER COLUMN OF NW MEDITERRANEAN COASTAL WATERS

J.C. Miquel

1

*, E.N. Laurent

1

, S.W. Fowler

1

and K.Cochran

2

1

- IAEA Marine Environment Laboratory (IAEA-MEL), Principality of Monaco  - J.C. Miquel@iaea.org; S.Fowler@iaea.org

2

- Marine Sciences Research Center, State University of NewYork, USA - Kcochran@notes.cc.sunysb.edu

Abstract

Experiments were carried in coastal waters off Monaco to test the hypothesis that the degree of 

234

Th:

238

U disequilibrium in the overlying

waters may be a reasonable indicator of particle and ultimately carbon ?ux that are traditionally measured using sediment traps. Sediment

trap data indicated that ?uxes measured by traps on three separate moorings were in quite good agreement. Furthermore, predicted

234

Th

?uxes based on 

234

Th deficiency measurements in the overlying waters were similar to actual particulate 

234

Th ?uxes measured with the

traps. Likewise, carbon ?uxes were derived using experimentally-determined C/

234

Th ratios in the sinking particles.

Key words: Particle ?ux, carbon, radionuclides, sedimentation, particulates

Figure 1. Sampling devices: a) conical sediment trap with a 1

m

2

surface collection area; b) large volume in-situ pump.