Le cycle du carbone sur une marge continentale : aspects biogéochimiques du transfert de la matière organique à l'interface eau-sédiment

par Roselyne Buscail

Thèse de doctorat en Océanologie

Sous la direction de François Gadel.

Soutenue en 1991

à Perpignan .


  • Résumé

    Dans la premiere partie, le flux et le bilan du carbone sont etudies dans la couche limite benthique sur la marge de mediterranee occidentale (programme flux oceaniques, france jgofs/pfo operation ecomarge). Des lignes instrumentees equipees de pieges a particules ont ete immergees pour des suivis annuels sur la marge continentale du golfe du lion, dans la zone cotiere (prodelta de la tet) et sur deux sites de la pente (pente rhodanienne et pyreneenne). Pendant les memes periodes, les sediments superficiels ont ete echantillonnes par carottier-boite. Les particules en suspension pres du fond et celles constituant le depot correspondant sont comparees. Pour cela divers composes organiques sont analyses: carbone organique, carbone hydrolysable, azote, sucres, acides amines, derives de la lignine et kerogenes. Les variations saisonnieres aident a comprendre le fonctionnement de l'ecosysteme benthique. Le bilan des apports, de la mineralisation et du stockage du c org a l'interface eau-sediment est etabli. Les taux de mineralisation obtenus representent, dans la zone cotiere et sur la pente adjacente, respectivement 80% et 50% des flux entrant a l'interface sedimentaire. Sur la pente de mediterranee occidentale, les flux de matiere organique mesures pres du fond augmentent d'est en ouest. Sur la pente rhodanienne, les flux diminuent exponentiellement de la zone euphotique au fond (profil de type oceanique). A la sortie sw du golfe du lion, l'apport advectif accroit la quantite de matiere organique dans les couches d'eaux profondes (300-1000 m). Le courant liguro-provencal qui circule d'est en ouest contribue au transfert du materiel remis en suspension sur le plateau continental (apports rhodaniens) ou sur son rebord. Sur la pente continentale, nous avons pu demontre que le chenal axial des canyons sont des axes privilegies pour le transfert de la matiere organique. Les apports advectifs de materiel organique frais, labile sont maximums a la fin de l'hiver et au print emps. Approximativement 50% de la matiere organique presente sur le plateau est exportee annuellement vers la pente. Dans la seconde partie, l'etude des processus biogeochimiques a l'interface eau-sediment est utilisee pour expliquer la faible proportion de carbone stockee dans les depots sedimentaires comparee aux flux de carbone evalues pres du fond. L'arrivee de composes organiques a l'interface eau-sediment est simulee par l'utilisation de materiel organique marque au #1#4c, dissous ou particulaire, injecte dans l'eau surnageante de carottages. Un acide amine (#1#4c acide glutamique) et des diatomees ont ete utilises pour simuler la matiere organique marine biodegradable, tandis qu'un derive phenolique de la lignine (#1#4c, catechol) represente le materiel d'origine terrestre. Apres incubation dans une enceinte thermostatee a la temperature des eaux du fond, le bilan des echanges de matiere organique entre l'eau surnageante et le sediment est etabli: (1) #1#4co#2 emis durant 6 jours; (2) #1#4c present dans l'eau surnageante; (3) le #1#4c incorpore dans le sediment: dans le cas du catechol les conditions oxydantes favorisent la migration du #1#4c dans le depot, dans le cas de l'acide glutamique, une plus importante fraction est recuperee sous forme de #1#4co#2 qui diminue la proportion de #1#4c capable de migrer dans le depot. La radioactivite incorporee dans le sediment est evaluee dans les fractions geochimiques solubles et insolubles de la matiere organique, de facon a mettre en evidence les processus biogeochimiques de la diagenese precoce. Les facteurs influencant sont la nature du compose injecte, les conditions d'oxydo-reduction a l'interface et dans le depot, la teneur en eau et la reactivite de la matiere organique naturelle presente. La differenciation observee entre les divers sites de la marge ne depend pas que de la biomasse benthique mais surtout de son degre d'activite heterotrophique. Cette activite est mise en relation avec la quantite et la qualite des composes organiques atteignant l'interface sedimentaire. Des notions de seuil d'activite minimale et de saturation apparaissent, variables avec les saisons meme dans la zone bathyale. Les phenomenes de mineralisation sont plus importants en automne (apports carbones), tandis que les processus metaboliques augmentent notablement au printemps, en associant avec l'augmentation des apports en composes azotes labiles.

  • Titre traduit

    The cycle of carbon in a continental margin : biogeochemical transfer of organic matter at the water-sediment interface


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  • Détails : 1 vol. (642 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 580-609

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