Implications biogéochimiques des dépôts épisodiques massifs dus aux crues: intégration des modèles et des données

Implications biogéochimiques des dépôts épisodiques massifs dus aux crues: intégration des modèles et des données

Les sédiments côtiers jouent un rôle important dans le cycle mondial du carbone en tant que puits de carbone à long terme. Les deltas fluviaux sont des sites de dépôts majeurs de sédiments, recevant de grandes quantités de sédiments, en particulier pendant les périodes de fortes crues.

Conséquences biogéochimiques des dépôts épisodiques de crues : Intégration modèle-données. Publié dans Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2025JC022414.

https://doi.org/10.1029/2025JC022414

Les sédiments côtiers jouent un rôle important dans le cycle mondial du carbone en tant que puits de carbone à long terme. Les deltas fluviaux sont des sites de dépôts majeurs de sédiments, recevant de grandes quantités de sédiments, en particulier pendant les périodes de fortes crues. Ces dépôts peuvent déclencher des changements biogéochimiques dans les sédiments. Cependant, Les conséquences biogéochimiques de ces processus de dépôt, de recyclage et d’enfouissement sur les cycles du carbone et des nutriments ne sont pas encore entièrement comprises. Pour répondre à cette question, un modèle numérique et des ensembles de données provenant de deux crues survenues en 2008 sous l’effet des débits du Rhône ont été utilisés pour étudier l’ampleur de la réponse biogéochimique à la suite de ces événements. Nos résultats suggèrent que ces crues pourraient entraîner des réponses différentes, largement déterminées par la nature de la couche de sédiments déposée.

Fig. 1 : apport de sédiment du Rhône vers la zone d’étude lors de deux grandes crues Juin et Novembre (barres rouges). Les barres vertes indiquent les campagnes de mesures.

L’ensemble des données montre que la composition de l’eau interstitielle des sédiments a réagi de manière abrupte à ce changement presque instantané dans les dépôts. À l’aide du modèle, nous avons constaté une augmentation de 2 à 4 fois des taux globaux de recyclage bactérien de la matière organique par rapport aux conditions antérieures à la crue. Celles-ci ont été dominés par la réduction des sulfates (68 %) et par la méthanogénèse (16 %). Les deux crues (pauvres en matière organique au printemps et riches en matière organique à l’automne) ont eu des effets diagénétiques opposés en termes de flux de carbone inorganique dissous (CID) : le dépôt de crue pauvre en matière organique de 30 cm a induit un important stockage de CID dans les eaux interstitielles, ce qui a considérablement réduit son flux vers la colonne d’eau. En revanche, les sédiments enrichis en matière organique sur 10 cm à l’automne ont induit un important de flux de CID vers la colonne d’eau. Les dépôts successifs causés par les crues ont provoqué un effet mémoire temporaire (c’est-à-dire une interaction entre deux crues successives), avec un effet plus marqué pour le méthane (38 %), dont le temps de relaxation plus long limite la récupération complète avant le prochain événement, séparé de six mois. L’augmentation de la fréquence et de l’intensité de ces événements à l’avenir dans le cadre du changement climatique, pourrait entraîner une accumulation de la mémoire des signatures biogéochimiques des crues.

Fig. 2 : Effet sur les processus biogéochimiques des deux crues (printemps et automne). La première pauvre en substrat organique montre peu de variation de l’activité bactérienne, alors que la deuxième en automne stimule fortement cette activité.