The chemical weathering of rocks and migration of elements in the boreal zone (North-West Russia)
Altération chimique des roches et migration des éléments dans la zone boréale (Nord-Ouest de la Russie)
Résumé
The objective of this thesis is to improve our understanding of the weathering processes of mafic silicate rocks and element speciation and migration in the boreal environments (White Sea basin, North-Western Russia). Specific goals are to i) characterize and describe the mechanisms governing the chemical weathering and mineral formation in subarctic zone, ii) assess the role of the rock lithology (granitic environment vs. basaltic) in trace elements (TE) speciation and organo-mineral colloids formation in surface waters of boreal high latitude river basins, and iii) reveal the pH-dependence of TE speciation in order to predict possible changes in elements bioavailability in natural water due to their acidification caused by environmental changes. The main originality of the work is to combine, for the first time on the same natural objects, the geochemical, isotope, physico-chemical and mineralogical techniques to better understand the factors that control biogeochemical cycling of elements in the subarctic region.
Cette thèse a pour but d'améliorer notre compréhension des processus d'altération des roches mafiques silicatées, de la spéciation des éléments et de leur migration dans le milieu boréal (bassin versant de la mer Blanche, Nord-Ouest de la Russie). Les objectifs principales du travail sont i) de caractériser et décrire les mécanismes responsables de l'altération chimique et de la formation des minéraux dans la zone subarctique, ii) évaluer le rôle de la lithologie (environnement granitique versus basaltique) dans la spéciation des éléments traces (ET) et la formation des colloïdes organo-minéraux dans les eaux de surface des bassins versants boréaux des hautes latitudes, et iii) révéler la dépendance de la spéciation des ET en fonction du pH de la solution pour prédire des changements éventuels dans la bioaccumulation des éléments dans les eaux naturelles à cause de leur acidification. L'originalité de cette thèse est de combiner, pour la première fois sur les mêmes objets naturels, les techniques physico-chimique, minéralogique et isotopique afin de mieux comprendre les facteurs qui contrôlent les cycles biogéochimiques des éléments dans les régions subarctiques.