Influence du dégel du pergélisol pendant la période de regel sur les conditions redox et ses implications pour la libération du carbone organique : outil cérium

Details

Supervisors

Opfergelt, Sophie

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

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

Abstract

Le réchauffement climatique représente une menace majeure pour l'environnement périglaciaire, en particulier pour le pergélisol, qui stocke une grande quantité de carbone estimée entre 1460-1600 Gt. À mesure que le pergélisol se dégrade, le carbone est libéré et devient accessible aux microorganismes, entraînant des émissions de CO₂ et de CH₄ dans l'atmosphère renforçant la hausse des températures. Les changements dans le régime hydrique liés à cette dégradation modifient les conditions redox du sol et affectent dès lors la stabilité du carbone organique. Cependant, le lien entre ces variations redox et la dynamique du carbone organique dissous dans les zones de pergélisol demeure mal incompris dans le monde scientifique, et ce spécifiquement durant la période de regel de la couche superficielle du sol qui dégèle en été. Ce mémoire vise à combler cette lacune en évaluant l'utilisation du cérium (Ce) comme indicateur des conditions redox dans ce milieu particulier. L'étude a été menée dans la tourbière de Stordalen, située à Abisko, en Suède, en suivant un gradient naturel de dégradation du pergélisol palsa-bog-fen. Afin d’évaluer les conditions redox au cours de la période de regel, une analyse des variations des anomalies en cérium (Ce/Ce*) en parallèle avec d’autres paramètres (potentiel redox, rapport Fe²⁺/Fe³⁺, pH, etc.) a été réalisée. Les résultats relèvent que (i) l'outil cérium connaît une sensibilité variable aux changements redox, particulièrement dans les environnements où le pH influence la spéciation du cérium, dévoilant ainsi une première limite de l’outil pour la détection des changement redox ; (ii) les conditions redox entre la fin de l’été et le début de l’hiver deviennent plus oxydantes dans les zones de pergélisol moins dégradées (palsa), tandis que dans les sols plus dégradés (bog et fen), les conditions redox montrent une plus grande variabilité avec différents mécanismes en jeu, comme la fonte des neiges et les flux latéraux ; (iii) les changements redox au cours de la période de regel influencent directement la mobilité du carbone organique dans le sol, notamment lorsque les conditions deviennent plus réductrices.