Impact d’un dépôt de téphra issu de la superéruption de Yellowstone sur les flux d'altération chimique et la consommation de CO2

Supervisors: Delmelle, Pierre ; Glorieux, Juliette
Faculty: Faculté des bioingénieurs
Degree label: Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, à finalité spécialisée
Abstract: L’altération des silicates joue un rôle majeur dans le cycle du carbone terrestre, en contrôlant la mise en solution de cations et de silice dissoute, tout en consommant du CO₂ atmosphérique. Ce processus géochimique, essentiel à la régulation climatique sur les temps géologiques, est bien documenté pour les provinces basaltiques. En revanche, le rôle des dépôts massifs de cendres rhyolitiques issus des superéruptions, bien que potentiellement significatif en raison de leur vaste extension géographique, reste largement sous-étudié. Ce mémoire explore l’altération de téphras rhyolitiques déposés lors de la superéruption de Lava Creek (Yellowstone, ~640 ka), à travers des simulations réalisées avec le modèle de transport réactif PHREEQC. Les résultats montrent que la silice dissoute, issue de la dissolution du verre rhyolitique, est rapidement exportée hors des dépôts, indépendamment des variations de porosité. Ce flux de silice, décroissant dans le temps, constitue une source potentiellement bénéfique pour la productivité océanique et la séquestration indirecte de CO₂. Concernant le carbone, une différenciation a été réalisée entre la consommation à court-terme de CO2, c’est-à-dire le CO2 capté par l’altération des silicates mais qui sera réémis plus tard, et la consommation long-terme du CO2, c’est-à-dire le CO2 capté qui finira séquestré sous forme de carbonates dans les océans sur le long terme. La consommation de CO₂ à court terme est environ dix fois plus importante que celle à long terme. Sur toute la durée de la simulation, le total de CO2 consommé sur le court terme est de 46,1 Gt et de 4,4 Gt sur le long terme. La réactivité des téphras apparaît fortement dépendante de paramètres tels que la température, la granulométrie, la surface spécifique ou le temps de résidence de l’eau dans les dépôts de téphra. Pour la température, il a été modélisé qu’entre une modélisation à 0°C et une modélisation à 35°C, la vitesse d’altération du verre rhyolitique double et que la raison derrière cela est l’augmentation du pH dû à l’augmentation de température.