Théo Le Dantec

Dynamique, sources et état de dégradation des matières organiques transférées au cours de la crue de printemps d’un fleuve arctique : apports des analyses moléculaires.

Théo Le Dantec1,2, Roman Teisserenc1,2, Allison Myers-Pigg3, Patrick Louchouarn3,4, Nikita Tananaev5, Laure Gandois1,2, Flora Mazoyer6, Yannick Coppel7, Jean-Luc Probst1,2

1 Université de Toulouse ; INP, UPS ; EcoLab (Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement) ; ENSAT, Avenue de l’Agrobiopole, 31326 Castanet Tolosan, France

2 CNRS ; EcoLab ; 31326 Castanet Tolosan, France

3 Texas A&M University, Department of Oceanography, College Station, Texas USA

4 Texas A&M University at Galveston, Department of Marine Sciences, Galveston, Texas USA

5 Russian Academy of Science- Siberian Branch, Melnikov Permafrost Institute, Igarka Geocryology Laboratory, Igarka, Krasnoyarsk Krai, Russia

6 INRS, Centre Terre Eau Environnement, 490, rue de la Couronne Québec, Canada

7 CNRS, Laboratoire de Chimie de Coordination, 205 route de Narbonne, 31077 Toulouse

Mots clés : Rivières arctiques, Pergélisol, Carbone Organique Dissous (COD)t, Biomarqueurs de la lignine

Les rivières arctiques drainent un immense réservoir de carbone (1700 Pg, 50% du carbone organique des sols à l’échelle globale) et transportent à l’océan arctique de 25 à 36 Tg-C.an-1 sous la forme de carbone organique dissous (COD). D’après les scénarios du GIEC, l’Arctique devrait être parmi les régions du monde les plus impactées par le changement climatique. Comment ces exports de matières organiques terrigènes, dominés par les bassins versants eurasiens, vont réagir faces à ces modifications ? Actuellement, les données disponibles concernant les flux de COD dans les rivières arctiques sont rares, tout particulièrement pour les grands fleuves sibériens, et peu d’études se sont intéressés à la qualité de ce COD. Etudier la qualité des matières organiques permet d’obtenir des informations sur leur origine, leur état de dégradation et d’émettre des hypothèses sur leur potentiel à être consommées par les microorganismes et à émettre des gaz à effets de serre (constituant une rétroaction positive sur le climat).

Nos travaux se concentrent sur le bassin versant du fleuve Ienisseï, l’un des plus grand de l’arctique (2,54×106 km2). Grâce à un laboratoire de terrain situé proche de l’exutoire, nous avons conduit des campagnes d’échantillonnage intensif au cours des crus de printemps 2014, 2015 et 2016. Il s’agit d’un moment crucial pour l’exportation des matières organiques des écosystèmes terrestres vers les hydrosystèmes et l’océan. En effet, plus de 70% des exports ont lieu durant la période de crue (mai/juin).

De grands volumes d’eau (100 L) ont été collecté tout au long du cycle hydrologique et concentré par filtration tangentielle (0.45µm) combinée à un système d’osmose inverse. Ce procédé a permis de récupérer suffisamment de matière (centaines de mg) pour réaliser des analyses moléculaires (biomarqueurs de la lignine, thermochimiolyse, RMN) sur les matières organiques exportées par le Ieniseï. Jusqu’à maintenant, très peu d’études ont échantillonné la crue de printemps d’une rivière arctique à une haute résolution temporelle. Ainsi notre effort d’échantillonnage devrait permettre d’ajuster les estimations des flux de carbone et d’améliorer notre compréhension de sa dynamique.

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