Influence d'une zone humide sur la composition chimique des eaux drainant un bassin versant dans un páramo herbeux des Andes septentrionales (Jatunhuaycu, Equateur)

Details

Supervisors

Delmelle, Pierre

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

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

Abstract

Le páramo andin, écosystème tropical humide de haute altitude, rend des services écosystémiques variés. A la fois réservoir de biodiversité, puits de carbone et source continue d’eau de qualité, ce sont près de cent millions de personnes qui dépendent directement ou indirectement du páramo. Pourtant, il est soumis à des pressions anthropiques qui menacent sa capacité à rendre ces services écosystémiques. Le dérèglement climatique et les changements d’occupation du sol entraînent des pertes d’habitats et perturbent les cycles de l’eau et du carbone. Cette étude vise à mieux comprendre le fonctionnement hydrologique du páramo. Elle s’intéresse à la chimie de la rivière Jatunhuaycu et aux processus qui régissent son comportement. Cette rivière du nord de l’Equateur traverse un páramo et son bassin versant draine une région volcanique active. Elle est caractérisée par des concentrations en éléments majeurs dissous faibles, à l’exception du silicium, similaires à celles de la plupart des rivières du monde. Les eaux sont de type bicarbonate et aucun cation n’est dominant. Les concentrations en silice élevées sont comparables à celles d’autres régions volcaniques actives. Elles témoignent vraisemblablement de la présence de matériaux volcaniques jeunes et riches en silice, ce qui concorde avec les données historiques faisant état de dépositions de téphra andésitiques-dacitiques durant l’Holocène. Une zone humide s’étend sur 0,5 km² dans la portion inférieure du bassin versant du Jatunhuaycu. La rivière la traverse sur deux kilomètres. Les affluents drainant cette zone humide sont en général plus acides et présentent de plus grandes concentrations en éléments majeurs dissous. L’acidité proviendrait selon toute vraisemblance d’apports d’acides organiques. Des concentrations en éléments majeurs plus élevées pourraient venir d’une activité biologique et d’un recyclage des nutriments favorisés sous couvert végétal de cushion plants comparativement au tussock grass. Les éléments mineurs aluminium et fer sont présents en plus faible concentration. Leur rétention sur des complexes organométalliques pourraient en être la raison. La chimie de la rivière Jatunhuaycu évolue de l’amont vers l’aval. La concentration en silicium est contrôlée par la précipitation de la silice amorphe. Bien que les eaux soient sursaturées vis-à-vis d’autres phases, elles ne sont pas présentes dans les sédiments du lit de la rivière. Ceux-ci sont probablement composés de particules de sols érodées. Des modélisations hydrogéochimiques avec le programme PHREEQC mettent en évidence l’influence que pourraient avoir les affluents les plus acides et concentrés en éléments majeurs sur la chimie de la rivière Jatunhuaycu. L’altération dans le bassin versant est limitée par le transport. Les flux d’altération chimique (25,64 – 31,19 t.km-2.an-1) sont légèrement supérieurs au flux moyen mondial. Ils sont comparables aux flux estimés pour d’autres bassins versant de páramo. Les taux de consommation de CO2 associés à l’altération (1,86.105 – 3,05.105 mol.km-2.an-1) sont compris dans des intervalles de valeurs estimés pour d’autres terrains andésitiques-dacitiques. Bien que vraisemblablement sous-estimés, ils sont comparables à ceux obtenus pour d’autres régions volcaniques de climat froid ou tempéré.