Exportation dans les rivières de carbone vieilli en fonction de la profondeur et du temps de résidence
Citation
Barnes, R.T., Butman, D.E., Wilson, H.F., Raymond, P.A. (2018). Riverine Export of Aged Carbon Driven by Flow Path Depth and Residence Time. Environmental Science & Technology, [online] 52(3), 1028-1035. http://dx.doi.org/10.1021/acs.est.7b04717
Résumé en langage clair
Le carbone organique dissous (COD) donne de la couleur à l’eau et peut être considéré comme le thé du sol et de la végétation que traverse l’eau avant d’atteindre une rivière. Cette recherche montre que l’âge et la chimie du COD dans les rivières peuvent être utilisés pour déterminer celui-ci provient d’un écoulement à la surface du sol ou de voies d’écoulement plus profondes. Le COD est moins âgé et plus coloré dans les bassins versants qui reçoivent plus de précipitations, qui retiennent l’eau pendant des périodes plus courtes et dont les couches superficielles du sol subissent moins d’enlèvement et de perturbations. Les perturbations du sol et les conditions sèches entraînent un ajout de vieux carbone dans le cycle moderne du carbone, où il peut être utilisé par les microorganismes.
Résumé
© 2018 American Chemical Society. Le flux de carbone (C) des écosystèmes terrestres vers les rivières a augmenté par rapport aux niveaux préindustriels. De ce carbone, une portion est du carbone organique dissous (COD) vieilli. Dans les rivières, le carbone est stocké dans les sédiments, exporté vers l’océan ou (bio)traité chimiquement et rejeté sous forme de CO2. Les perturbations modifient la couverture terrestre et l’hydrologie, ce qui entraîne des changements au niveau des sources potentielles et du traitement du COD. Pour étudier les sources probables de COD vieilli, nous avons analysé l’âge radiocarbone, les propriétés chimiques et spectrales du COD ainsi que les ions majeurs de 19 rivières drainant la zone des États-Unis contiguë à l’Arctique. L’optique du COD nous indique que la majorité est exportée sous forme de molécules modernes aromatiques de poids moléculaire élevé, tandis que le COD vieilli a tendance à être constitué de produits de dégradation microbienne plus petits. Les exportations de COD vieilli, observées régulièrement dans les bassins arides et le débit de base dans les cours d’eau de l’Arctique, sont associées à une plus grande proportion de produits d’altération des minéraux, suggérant ainsi des voies d’écoulement plus profondes. Ces tendances révèlent également le potentiel de production de sous-produits microbiens à mesure que vieillit le COD dans le sol et l’eau, générant des périodes plus longues entre la production et le transport. Ainsi, les changements hydrologiques associés à l’altération du paysage (p. ex. travail du sol ou changements climatiques) qui peuvent entraîner des trajectoires d’écoulement plus profondes ou des temps de résidence plus longs généreront probablement une plus grande proportion de carbone vieilli dans les exportations fluviales.