Réduction des oxydes de fer, déstockage du carbone des sols noyés, et émission de méthane par un réservoir tropical

Abstract

Les grands lacs artificiels créés par les barrages hydro-électriques tropicaux contribuentlargement aux émissions de gaz à effets de serre (GES) par les hydrosystèmes continentaux. Bien que ces réservoirs d’eau aient noyé des sols, la minéralisation à long terme de la matière organique (MO) qu’ils contiennent est très peu documentée dans la littérature. La mise en eau du réservoir de Petit Saut en 1994 a noyé plus de 300 km2 de forêt tropicale et provoqué l'anoxie de l'hypolimnion et l’émission d’un flux considérable de GES. Après un pic en 1996-1998, les concentrations de CH4 dissous dans les eaux en sortie de barrage ont fortement diminué entre 1998 à 2005, et se sont stabilisées à un niveau faible depuis. Le parallélisme entre évolutions du fer et du méthane dissous dans les eaux en sortie de barrage suggère qu’ils proviennent de la réduction des sols noyés. La comparaison de sols témoins prélevés sous forêt en bordure de la retenue et de sols noyésdepuis 25 ans montre :- Une baisse de près de 50 % de la teneur en MO des sols noyés par rapport aux sols témoins, ainsi qu’une baisse de l’indice d’hydrogène de la MO, et une augmentation de son δ13C, ce qui suggère une minéralisation rapide de la MO des sols en l’absence d’oxygène et surtout de sa fraction la plus énergétique.- Une forte corrélation entre teneurs en MO et en oxyde de fer dans les sols témoins, qui devient faible dans les sols noyés. En revanche, la faible corrélation entre Fe-oxyde et Fe-amorphe dans les sols témoins devient forte dans les sols noyés, ce qui suggère une transformation de Fe oxyde en Fe amorphe. Les taux de minéralisation de la MO des sols témoins et noyés rapportés à leur teneur en carbone, mesuré en anoxie au laboratoire,diffère peu, ce qui suggère une minéralisation continue et permanente de la MO des sols noyés. En revanche, le taux de production de méthane par les sols noyés est très faible.Les âges 14C de la MO des sols noyés, des bulles de méthane présentes dans ces sols, et du méthane dissous dans l'hypolimnion près du barrage sont proches de l'âge de la retenue. L’ensemble suggère qu’une fraction de MO réactive des sols, liée aux oxy-hydroxydes de fer, libérée par réduction et dissolution du fer lorsque les sols sont noyés, est la source à court et à long terme du méthane et d’une fraction importante des GES émis pas les réservoirs tropicaux.