Influence des interactions Fe-OC sur la réactivité du carbone organique dans le pergélisol sous-marin soumis au dégel

Details

Supervisors

Opfergelt, Sophie

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences agronomiques, à finalité spécialisée

Abstract

frLe pergélisol sous-marin dégèle lentement mais continuellement, exposant 2 822 Gt de carbone à la décomposition par les micro-organismes. Cependant, ce dégel s'accélère avec le réchauffement des eaux du fond marin et la perte de glace de mer, si bien qu'il pourrait être 15 fois plus rapide au XXIIe siècle que pendant l'ère préindustrielle. Ce dégel induit la minéralisation de la matière organique, qui peut être dégradée en CO₂ et CH₄. La réactivité de ce carbone organique (OC) dépend en partie des interactions organo-minérales, dont l’évolution lors du dégel, dans cet environnement strictement anoxique, reste inconnue. Cette évolution pourrait dès lors influencer la réactivité du OC et donc la production de gaz. Ce mémoire a étudié l’évolution des interactions organo-minérales après un dégel dans trois carottes de sédiments provenant de deux sites distincts dans la mer de Laptev en Sibérie et a ensuite comparé ces résultats avec les données de production de CO₂ et de CH₄ correspondantes. Les résultats montrent que les oxydes de Fe cristallins ainsi que le Fe total varient significativement en fonction du site d'origine. De plus, les interactions organo-minérales atteignent des niveaux comparables à celles du pergélisol terrestre, avec une médiane de 26 % de OC associé aux minéraux. Bien que les complexes organo-métalliques soient présents en plus faible concentration dans ces échantillons minéraux, le OC associé est environ deux fois supérieur à celui des oxydes de Fe peu cristallins. La comparaison des interactions organo-minérales avec les données de production de CO2/CH4, montre que les échantillons présentant initialement le plus de OC associé aux minéraux sont pourtant les plus réactifs. Ce résultat peut s'expliquer par une probable réduction des oxydes de Fe peu cristallins, fournissant un accepteur terminal d'électrons, thermodynamiquement plus avantageux que la méthanogenèse. Cette réduction pourrait dès lors expliquer la contribution faible du méthane dans les émissions durant l’incubation. Cette étude reste cependant limitée par le faible nombre d'échantillons, et les tendances observées sont fortement influencées par quelques-uns d'entre eux. Il est donc nécessaire d'approfondir les recherches dans ce domaine.