Le cycle du carbone aux interfaces côtières sous les effets du changement climatique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2023

The carbon cycle in the coastal zone under the effects of climate change

Le cycle du carbone aux interfaces côtières sous les effets du changement climatique

Résumé

Coastal zones are particularly vulnerable to the multiple effects of climate change and anthropogenic pressures. Thermohaline stratification of surface waters, eutrophication, deoxygenation and acidification of bottom waters are at the origin of multiple stress factors. In this context, the carbon cycle is undergoing numerous disturbances, and the role of the coastal ocean as a carbon sink or source is still very uncertain. The sedimentary component of these shallow, heterogeneous environments is complex, relatively undocumented and particularly variable in space and time. This manuscript presents the state of knowledge on the carbon cycle at coastal interfaces. It pays a particular attention to sediment biogeochemistry and ocean acidification, with a special focus on early diagenesis and the carbonate system at the sediment-water interface. These issues are addressed on 3 main RiOMars (River-dominated Ocean Margins) systems with very contrasting characteristics: (i) in the Arctic Ocean with the Mackenzie River and the Beaufort Sea, (ii) in the Mediterranean with the Rhône River and its prodeltaic sediments, and (iii) in the northern Gulf of Mexico under the influence of the Mississippi River. Below the water-sediment interface, the characterization of mineralization processes (oxic and anoxic) and their interactions with the carbonate system provide a better understanding of benthic fluxes of dissolved inorganic carbon (DIC) and total alkalinity (TA). Under the influence of ocean acidification, dissolution of sedimentary carbonates may well increase in RiOMars systems. At the sediment-water interface, DIC fluxes enhance the acidity of bottom waters, while TA fluxes buffer bottom waters. This work is the fruit of teamwork resulting from the co-supervision of 3 PhD theses and several M2 internships. Our results contribute to a better understanding of the role of coastal zones, in general, and sediments, in particular, in the carbon cycle at the continent-ocean interface.
Les zones côtières sont particulièrement vulnérables aux multiples effets du changement climatiques et aux pressions anthropiques. La stratification thermohaline des eaux de surface, l’eutrophisation, la désoxygénation et l’acidification des eaux de fond sont à l’origine de multiples facteurs de stress. Dans ce contexte, le cycle du carbone subit de nombreuses perturbations et le rôle de l’océan côtier en termes de puits ou de sources de carbone est toujours très incertain. La composante sédimentaire de ces milieux hétérogènes et peu profonds est à la fois complexe, relativement peu documentée et particulièrement variable dans l’espace et le temps. Ce travail présente l’état des connaissances sur le cycle du carbone aux interfaces côtières. Il porte une attention particulière sur la biogéochimie des sédiments et sur l’acidification de l’océan, avec un focus spécial sur la diagenèse précoce et le système des carbonates à l’interface eau-sédiment. Ces problématiques sont abordées sur 3 systèmes RiOMars (River-dominated Ocean Margins) avec des caractéristiques très contrastées :(i) dans l’océan Arctique avec le fleuve Mackenzie et la mer de Beaufort, (ii) en Méditerranée avec le Rhône et ses sédiments prodeltaïques, et (iii) le nord du golfe du Mexique sous l’influence du Mississippi. Sous l’interface eau-sédiment, la caractérisation des processus de minéralisation (oxique et anoxique) et leurs interactions avec le système des carbonates permettent de mieux comprendre les flux benthiques de carbone inorganique dissous (DIC) et d’alcalinité totale (TA). Sous l’effet de l’acidification des océans, la dissolution des carbonates sédimentaires pourrait bien augmenter dans les systèmes RiOMars. A l’interface eau-sédiment, les flux de DIC renforcent l’acidité des eaux de fond alors que les flux de TA tamponnent les eaux de fond. Ce travail est le fruit d’un travail d’équipe résultant du co-encadrement de 3 thèses et de plusieurs stages de M2. Nos résultats contribuent à mieux comprendre le rôle des zones côtières, en général, et des sédiments, en particulier, vis à vis du cycle du carbone à l’interface continent-océan.
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  • HAL Id : tel-04469382 , version 1

Citer

Bruno Lansard. Le cycle du carbone aux interfaces côtières sous les effets du changement climatique. Océanographie. Université Paris-Saclay, 2023. ⟨tel-04469382⟩
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