Distribution du fer et interactions avec le carbone organique dans les matériaux impliqués dans un mega-slump

Details

Supervisors

Opfergelt, Sophie ; Thomas, Maxime

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement, à finalité spécialisée

Abstract

Le pergélisol recouvre près de ∼24% de la surface des terres émergées de l’hémisphère nord et stocke plus du double de carbone organique (∼1 600 Gt) que le carbone présent dans l’atmosphère (∼800 Gt). Une préoccupation majeure est qu’en raison du changement climatique, le dégel du pergélisol conduit à la libération de CO2 et de CH4 dans l’atmosphère. Ce dégel conduit aussi la formation d’effondrements thermokarstiques rétrogrades ou mega-slump. Ces phénomènes exposent du pergélisol de plus de 600 000 ans et engendrent des modifications au sein des interactions entre les éléments minéraux et le carbone organique (OC). Le pool minéral du sol et des sédiments peut offrir une protection minérale physique du OC (agrégation) ou physico-chimique (association ou complexation) qui rendent le OC moins accessible à la décomposition microbienne. Le fer (Fe) est un élément qui occupe une place prépondérante dans ces interactions. Cependant, la part de OC associée au Fe dans les matériaux impliqués dans des mega-slumps reste mal quantifiée. Dans ce travail, les sédiments du cratère de Batagaïka en Sibérie sont étudiés pour évaluer la distribution du Fe et ses interactions avec le carbone organique dans un mega-slump. Il a été observé que la concentration en Fe total est homogène le long du profil principal bien que les couches de l’Holocène et de la Woody Layer présentent une concentration en Fe plus élevée et plus hétérogène. L’histoire climatique et environnementale de la formation des dépôts de Batagaïka peut expliquer les variations de concentration en carbone organique et sa présence sous forme de complexes organo-métalliques. À certaines profondeurs, des périodes plus chaudes et humides ont permis une accumulation de la matière organique. Nos résultats indiquent que 30% du OC est stabilisé par les métaux sous forme de complexes organo-métalliques et 5% du OC est stabilisée par des oxydes de Fe amorphes. Ces proportions rendent compte de l’importance du Fe et des métaux (Al, Mn) sur la stabilisation du OC exposé par le dégel du pergélisol. Une première estimation de la masse d’OC libérée annuellement par le mur d’effondrement a été réalisée. Près de 9 500 × 103 kg d’OC sont susceptibles d’être libérés dont 2 800 × 103 kg sont liés aux complexes organo-métalliques et 400 × 103 kg sont liés aux oxydes de Fe amorphes.