Origine, qualité et réactivité de la matière organique d'origine continentale dans les sédiments du prodelta du Rhône et sur le plateau adjacent PDF Download
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Le Rhône est la principale source d'eau douce et de matériels terrigènes vers le bassin méditerranéen. Une question est soulevée sur le devenir de ces grandes quantités de carbone organique délivrées par le fleuve vers le milieu marin et en particulier leur impact sur les communautés microbiennes benthiques et l'intensité du recyclage de la matière organique. Lors de quatre campagnes de terrain réalisées en avril 2007, mai 2008, décembre 2008 et juin 2009 dans le cadre de l’ARN CHACCRA, des carottes de sédiments ont été prélevées à l’embouchure du fleuve et sur le plateau adjacent. La contribution des apports continentaux et leur distribution ont été étudiées à l’aide de paramètres globaux (granulométrie, azote total et carbone organique), tandis que les descripteurs moléculaires (pigments, acides gras, acides aminés totaux et biodisponibles) ont permis de déterminer l'origine, et d’évaluer la qualité ainsi que l'état de dégradation de la matière organique dans les sédiments. La structure de la communauté bactérienne a été caractérisée par la technique de polymorphisme de conformation des simples brins par électrophorèse capillaire. Ces travaux mettent en évidence des gradients d’origine et de qualité depuis l’embouchure vers le large. De plus, l’influence des événements de crue est clairement visible dans les sédiments, et les signatures biochimiques des dépôts sont différentes selon le type de crue. Enfin, l’incubation des sédiments a permis d’évaluer la dégradabilité en condition oxique de la matière organique sédimentaire à l’embouchure et de montrer que la fraction labile était très réactive à la dégradation.
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Le Rhône est la principale source d'eau douce et de matériels terrigènes vers le bassin méditerranéen. Une question est soulevée sur le devenir de ces grandes quantités de carbone organique délivrées par le fleuve vers le milieu marin et en particulier leur impact sur les communautés microbiennes benthiques et l'intensité du recyclage de la matière organique. Lors de quatre campagnes de terrain réalisées en avril 2007, mai 2008, décembre 2008 et juin 2009 dans le cadre de l’ARN CHACCRA, des carottes de sédiments ont été prélevées à l’embouchure du fleuve et sur le plateau adjacent. La contribution des apports continentaux et leur distribution ont été étudiées à l’aide de paramètres globaux (granulométrie, azote total et carbone organique), tandis que les descripteurs moléculaires (pigments, acides gras, acides aminés totaux et biodisponibles) ont permis de déterminer l'origine, et d’évaluer la qualité ainsi que l'état de dégradation de la matière organique dans les sédiments. La structure de la communauté bactérienne a été caractérisée par la technique de polymorphisme de conformation des simples brins par électrophorèse capillaire. Ces travaux mettent en évidence des gradients d’origine et de qualité depuis l’embouchure vers le large. De plus, l’influence des événements de crue est clairement visible dans les sédiments, et les signatures biochimiques des dépôts sont différentes selon le type de crue. Enfin, l’incubation des sédiments a permis d’évaluer la dégradabilité en condition oxique de la matière organique sédimentaire à l’embouchure et de montrer que la fraction labile était très réactive à la dégradation.
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Les deltas des fleuves sont une zone cruciale dans les flux de matière entre le continent et la zone côtière. Ainsi, le prodelta du Rhône possède des taux de sédimentation et de minéralisation intenses, qui diminuent rapidement avec l’éloignement à l’embouchure jusqu’au plateau continental. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet « MERMEX river » avec pour objectif d’identifier les sources de matière organique et d’étudier la variabilité temporelle des processus biogéochimiques influençant le devenir du carbone organique. Il s’agissait également de dresser des bilans des flux de carbone à l’embouchure du Rhône. Le prodelta a été étudié de manière intense avec quatorze campagnes en mer réparties sur ces trois années de thèse ainsi que par l’achèvement du développement d’une station benthique autonome équipée de microélectrodes à oxygène. Ce jeu de données a permis de mettre en évidence des variations temporelles (saisonnières et annuelles) de la minéralisation benthique. Des hausses de minéralisation benthique ont été mises en évidence à chaque phénomène de resuspension. Les mesures isotopiques du carbone (δ13C et Δ14C) couplées aux séparations par densité du sédiment ont permis de discriminer les sources de carbone organique et de déterminer les processus de dépôt et d’enfouissement de la matière. Plusieurs processus interagissent : la rétention d’environ 50% de la matière organique terrigène dans le prodelta, la circulation par resuspension du matériel dense et fin venant du plateau continental, la faible contribution du carbone issu de la production primaire dans les sédiments et l’arrivée massive de carbone âgé lors de certaines crues. La matière organique terrigène est principalement soumise au processus d’enfouissement dans le prodelta et sa minéralisation est fortement liée à sa réactivité.
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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
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Le développement des outils analytiques pour l'analyse de la matière organique complexe en géochimie organique a connu de nombreuses avancées ces dernières années. Ce développement a permis de répondre à un grand nombre de questions quant à la composition de la matière organique. Cependant, beaucoup des points restent encore à élucider comme notamment la caractérisation des fractions de hauts poids moléculaires ainsi que le suivi de la réactivité de la matière organique. Ce travail de thèse a eu pour objectif (i) d'adapter les techniques de spectrométrie de masse déjà existantes pour l'analyse de la matière organique fossile (notamment par la sélection de la source d'ionisation atmosphérique la plus adaptée) mais également (ii) de développer un nouveau type de couplage entre la chromatographie d'exclusion stérique (SEC) et la spectrométrie de masse APPI-QTOF pour l'analyse des fractions peu polaires de hauts poids moléculaires. L'adaptation du l'APPI-QTOF a tout d'abord permis de mieux comprendre la réactivité de contaminants organiques polyaromatiques en présence de phases minérales. Le couplage SEC-APPI-QTOF a, quant à lui, permis d'améliorer les connaissances sur la structure des asphaltènes. Cependant, malgré la « simplification » rendue possible par la SEC, la très grande quantité d'informations reste difficile à interpréter et prend beaucoup de temps. Un modèle mathématique a donc été développé basé sur des analyses numériques et statistiques des spectres de masse, permettant de les comparer entre eux afin de distinguer l'origine des échantillons et de suivre l'impact de processus physico-chimiques (altérations naturelles - traitements de remédiation).
Author: Cécile Cathalot Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 194
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The main purpose of this work was to study the biogeochemical fate of the Rhône River particulate organic matter, and investigate the mechanisms involved in the carbon cycle of its delta. In situ microsensors measurements allowed us to perform high resolution oxygen profiles in the sediment and estimate thus the sediment recycling. It appears that the seasonal variability of the Rhône River inputs, both in quality and in quantity, impacts the benthic mineralization activity in the Rhône River delta. Nevertheless, the influence of these pulsed inputs is limited in time: deltaic sediments are a stable centre of organic carbon degradation. More than just a major mineralization area, isotopic analyses (14C and δ13C) showed that the prodelta also acts as a massive burial centre for organic particulate matter of the Rhône River. Using a stationary diagenetic numerical model, we were able to quantify these burial and degradation terms, and highlighted the importance of anoxic mineralization processes. Moreover, an important pool of suspended matter particles feeding the prodelta and originating from the adjacent continental shelf was identified: terrigeneous and marine particles, already degraded and that have encountered many deposition/resuspension cycles, dilute the riverine particles and decrease thus the lability of the material reaching the sea floor. Finally, respiration measurements in the water column underlined the impact of hydrological variations of the Rhône River that change distinctly the carbon export terms from the delta towards the continental margin.
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Les plateaux continentaux constituent l'exutoire des fleuves et de leur charge sédimentaire provenant de l'érosion des continents. En raison de l'anthropisation des bassins versants, les fleuves charrient également de nombreux contaminants qui se trouvent majoritairement sous forme particulaire, étroitement liés aux particules sédimentaires fines. La dynamique de la matière d'origine fluviale est mal connue et fortement dépendante des caractéristiques morphologiques, hydrodynamiques et du régime fluvial du site considéré. Le plateau continental du Golfe du Lion est une zone dont la dynamique des apports fluviaux a été intensément étudiée depuis plusieurs décennies. Les tempêtes d'est ont été reconnues comme une composante essentielle du transport à travers le plateau. Elles induisent en effet de forts courants dirigés vers le sud-ouest qui exportent les eaux côtières hors du Golfe du Lion vers la marge continentale espagnole, mais aussi des vagues qui remettent en suspension les sédiments. Cette thèse a pour premier objectif d'étudier le devenir des apports du Rhône sur le plateau continental du Golfe du Lion et plus précisément d'évaluer les temps de résidence de l'eau fluviale sur le plateau en réponse aux forçages physiques. Le second objectif est de caractériser la dynamique des bilans sédimentaires du Golfe, en matière de stockage et d'érosion pour différentes régions du plateau, mais aussi de transfert entre ces régions, et finalement d'export vers la pente et la marge continentale espagnole. La méthodologie utilisée repose sur la modélisation numérique hydrosédimentaire de l'automne 2010 à l'hiver 2011 et s'appuie sur des jeux d'observations innovants. Le dispositif numérique se base sur le couplage du modèle 3D SYMPHONIE avec le modèle d'état de mer WW3 et le modèle de transport sédimentaire MUSTANG. Les observations sont issues de mouillages permanents et de la campagne CASCADE (mars 2011) durant laquelle de nombreux instruments ont été déployés. La thèse est organisée en deux parties. La première partie porte sur les temps de résidence de l'eau d'origine Rhodanienne sur le plateau du Golfe du Lion et sur son export hors du Golfe. Les résultats montrent que les temps de résidence, moyennés sur 3 mois, peuvent varier de 30 à 55 jours avec un rôle important des vents forts pour réduire ces temps de résidence. Les voies d'export au sud-ouest du Golfe du Lion ont ensuite été examinées. Dans cet objectif, l'extrémité du plateau continental, qui ouvre vers le plateau continental espagnol, et la pente continentale, qui mène vers le domaine profond, ont été séparées. En raison de la douceur de l'hiver étudié, l'export se fait à 70% vers le plateau espagnol. Ce résultat contraste avec des études antérieures montrant, pour un hiver froid, qu'une telle proportion transitait vers la pente continentale. La seconde partie concerne la dynamique des sédiments, avec pour première région étudiée le prodelta du Rhône. Sur les 8 mois considérés, 20% des apports sédimentaires du Rhône sont stockés sur 140 km2 devant l'embouchure. Le dépôt de sable est presque exclusivement limité à la zone 0-20 m tandis qu'au-delà le dépôt est majoritairement composé de vase. Sur ces zones plus profondes, les tempêtes ont pour effet d'éroder une part relativement faible des dépôts de vase et d'y déposer du sable. La seconde région étudiée est l'ensemble du plateau continental sur lequel différentes zones ont été mises en évidence. Certaines sont dominées par l'érosion des sédiments (e.g. au nord du Cap d'Agde) et d'autres, au contraire, pour lesquelles le dépôt de matière sédimentaire est dominant (e.g. vasière entre Narbonne et Leucate). Finalement, sur l'ensemble de la période étudiée, le plateau continental du Golfe du Lion a connu un flux de matière sortant de l'ordre de 5.7 Mt pour un total d'apport fluvial de 3.2 Mt.
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LA DEGRADATION DE LA MATIERE ORGANIQUE AU COURS DE LA SEDIMENTATION DES PARTICULES DANS LA COLONNE D'EAU ET DE LEUR ENFOUISSEMENT DANS LE SEDIMENT SUPERFICIEL A ETE ETUDIEE DANS LE BASSIN OUEST DE CROZET VIA LES CLASSES DE LIPIDES. LES LIPIDES ONT ETE CHOISIS COMME MARQUEURS D'ORIGINE ET DE DEGRADATION DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LES DIFFERENTS SOUS SYSTEMES RENCONTRES : POOZ, PFZ, SAZ. LES TENEURS EN LIPIDES TOTAUX MESUREES DANS LES SEDIMENTS SUPERFICIELS SONT FAIBLES PAR RAPPORT AU CONTENU EN CARBONNE ORGANIQUE TOTAL. CEPENDANT ELLES RETRACENT L'HETEROGENEITE PHYSIQUE DE LA COLONNE D'EAU DES SOUS SYSTEMES ETUDIES. LES SEDIMENTS SITUES A PROXIMITE DU FRONT POLAIRE ET DES FRONTS SUBANTARCTIQUE ET SUBTROPICAL SONT PLUS RICHES EN LIPIDES CE QUI REFLETE DES APPORTS AUX SEDIMENTS PLUS IMPORTANTS SOUS CES STRUCTURES FRONTALES. CE TRAVAIL A SOULIGNE DES ALTERATIONS MAJEURES DANS LA COMPOSITION DES CLASSES DE LIPIDES DES L'INTERFACE EAU - SEDIMENT SUGGERANT UN PROFOND REMANIEMENT DU CONTENU LIPIDIQUE AU COURS D'UNE PART DE LA SEDIMENTATION DANS LA COLONNE D'EAU ET D'AUTRE PART DES LA PRE-DIAGENESE. LES HYDROCARBURES FORMENT L'UNE DES CLASSES DE COMPOSES MAJORITAIRES DES LIPIDES DANS LES PARTICULES ET LES SEDIMENTS SUPERFICIELS ET PROFONDS. CES FORTES CONCENTRATIONS SONT UNIQUES EN OCEAN AUSTRAL ET REPRESENTENT UN MELANGE D'APPORTS FOSSILES ET ACTUELS. LES HYDROCARBURES FOSSILES NON RESOLUS EN CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE SONT FORMES D'UNE SERIE D'ISOMERES RAMIFIES (ANALYSE EN IR). VEHICULE PAR L'EAU ANTARCTIQUE DE FOND, ILS AURAIENT POUR ORIGINE LE BASSIN SEDIMENTAIRE DE LA MER DE WEDDELL. LES HYDROCARBURES RESOLUS FORMES POUR L'ESSENTIEL DE N-ALCANES TRADUISENT UN MELANGE D'EMPREINTES PHYTOPLANCTONIQUE ET BACTERIENNE DISTINCTES DE PART ET D'AUTRE DE 48 S (MESURE DU #1#3C). LA DISTRIBUTION DES HYDROCARBURES RESOLUS LES PLUS LABILES (INSATURES ET RAMIFIES) DANS LES SEDIMENTS SUPERFICIELS SUGGERE UNE MATIERE ORGANIQUE PLUS DEGRADEE DANS LA PARTIE NORD DU BASSIN OUEST DE CROZET QUE DANS LA PARTIE SUD ( 48 S). ENFIN CE TRAVAIL A MIS EN EVIDENCE LA PRESENCE DE PIGMENTS ESTERIFIES PAR DES ALCOOLS A LONGUES CHAINES JUSQU'ALORS NON REPERTORIES. CES COMPOSES CONSTITUENT UN PUITS MAJEUR A LA FOIS POUR LES PIGMENTS ET LES ALCOOLS ET STEROLS ASSOCIES.
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La degradation de la matiere organique au cours de la sedimentation des particules dans la colonne d'eau et de leur enfouissement dans le sediment superficiel a ete etudiee dans le bassin ouest de crozet via les classes de lipides. Les lipides ont ete choisis comme marqueurs d'origine et de degradation de la matiere organique dans les differents sous systemes rencontres : pooz, pfz, saz. Les teneurs en lipides totaux mesurees dans les sediments superficiels sont faibles par rapport au contenu en carbonne organique total. Cependant elles retracent l'heterogeneite physique de la colonne d'eau des sous systemes etudies. Les sediments situes a proximite du front polaire et des fronts subantarctique et subtropical sont plus riches en lipides ce qui reflete des apports aux sediments plus importants sous ces structures frontales. Ce travail a souligne des alterations majeures dans la composition des classes de lipides des l'interface eau - sediment suggerant un profond remaniement du contenu lipidique au cours d'une part de la sedimentation dans la colonne d'eau et d'autre part des la pre-diagenese. Les hydrocarbures forment l'une des classes de composes majoritaires des lipides dans les particules et les sediments superficiels et profonds. Ces fortes concentrations sont uniques en ocean austral et representent un melange d'apports fossiles et actuels. Les hydrocarbures fossiles non resolus en chromatographie en phase gazeuse sont formes d'une serie d'isomeres ramifies (analyse en ir). Vehicule par l'eau antarctique de fond, ils auraient pour origine le bassin sedimentaire de la mer de weddell. Les hydrocarbures resolus formes pour l'essentiel de n-alcanes traduisent un melange d'empreintes phytoplanctonique et bacterienne distinctes de part et d'autre de 48 s (mesure du #1#3c). La distribution des hydrocarbures resolus les plus labiles (insatures et ramifies) dans les sediments superficiels suggere une matiere organique plus degradee dans la partie nord du bassin ouest de crozet que dans la partie sud ( 48 s). Enfin ce travail a mis en evidence la presence de pigments esterifies par des alcools a longues chaines jusqu'alors non repertories. Ces composes constituent un puits majeur a la fois pour les pigments et les alcools et sterols associes.
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Ce livre decrit les processus de preservation et de degradation des molecules d'origine biologique dans les sols, les zones humides et les sediments plus anciens. La connaissance de ces processus permet d'apprehender les mecanismes de stabilisation du carbone qui conduisent a la formation du sediment, mais aussi a l'immobilisation de composes xenobiotiques. Il s'agit aussi d'etablir la relation entre la matiere organique fraichement deposee et celle presente dans les roches sedimentaires. S'agit-il de la meme matiere organique a differents stades d'evolution ou provient-elle de sources differentes ? La comprehension de la reactivite et de la dynamique de la matiere organique des sols et des sediments passe necessairement par l'etude fine de sa structure moleculaire. La mise en uvre de methodes d'investigation chimiques et physico-chimiques a constitue une part essentielle de ce travail qui est decrit selon 2 axes: l'analyse structurale de la matiere organique et la modelisation des processus de transformation du carbone organique. Cet ouvrage s'adresse aux chercheurs/etudiants qui s'interessent a la dynamique des sols et aux techniques d'investigation moleculaire.
Author: Lucie Pastor Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 224
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TThe main purpose of this work was to study the biogeochemical processes in sediments from the Rhône prodelta area (France), and to assess which parameters are likely to control the carbon mineralization within this highly dynamic System. Microelectrodes were used to measure high-resolution sediment profiles of oxygen and calculate the corresponding diffusive fluxes through the water/sediment interface. In parallel, sediment cores incubations were assessed to directly measure the benthic fluxes of oxygen and nutrients. Core slicing under nitrogen atmosphere allowed for the determination of several dissolved species (Fe2+, Mn2+, H^S, NOs−, NH4+, PO43−, DOC, DIC, SO42−) together with solid phase characteristics (porosity, Mn, Fe, P, Corg et Cinorg, N). These measurements were combined with a numerical diagenetic model to quantify the mineralization processes together with fluxes of degraded organic carbon and its burial. Results show that respiration processes are largely influenced by the Rhône River particulate inputs. This influence in terms of particulate export is restricted to the prodelta area. The organic matter from the Rhône River is composed of fresh terrestrial material as indicated by high first-order degradation constants (22-29 yr−1). The high sedimentation rates are mainly responsible for the massive burial of carbon, together with an intense anaerobic degradation (e.g. sulfate reduction). Precipitation of diagenetic products was evidenced (>98%) as well as secondary and transitory reactions like the anaerobic nitrification after the deposition of an organic-rich layer. The pulsed inputs of the Rhône River have some compositional differences that may lead to changes in mineralization rates. A flood of the Rhône River occurred in June 2008 and delivered a significant amount of new particulate matter (5.4 106 tC in 10 days leading to a ~30 cm flood deposit in the prodelta). An immediate response of the prodeltaic System was observed, with (1) the rapid migration of the redox front (in a few hours), (2) a drop in oxygen consumption (20-30%), (3) the reduction of authigenic iron oxides at the old sediment/water interface and (4) a massive production of dissolved manganese within the flood deposit.
Author: Solveig Bourgeois
Author: Solveig Bourgeois
Author: Flora Toussaint
Author: Roselyne Buscail
Author: Thierry Ghislain
Author: Cécile Cathalot
Author: Guillaume Mikolajczak
Author: LAURENCE.. PINTURIER GEISS
Author: Laurence Pinturier-Geiss
Author: Laurent Lemée
Author: Lucie Pastor