La dynamique biogéochimique des espèces Redox dans les sédiments modernes du Golfe de Gascogne

Abstract

Les mécanismes biogéochimiques benthiques modifient la chimie et la minéralogie dans les premiers centimètres sous l’interface eau/sédiment. Ces mécanismes sont liés à la dégradation de la matière organique exportée vers le plancher océanique et déterminent les cycles benthiques des espèces rédox majeures et en trace, le devenir de la matière organique sédimentaire et des contaminants...Ce travail de thèse permet de préciser la dynamique des espèces rédox dans les sédiments marins modernes du Golfe de Gascogne (marge Aquitaine et canyon de Capbreton), mais aussi aide à la calibration et à l’interprétation de traceurs chimiques des conditions d’oxydoréduction et de la productivité exportée. Les profils verticaux des composés rédox majeurs acquis aussi bien dans la fraction dissoute (O2, NO3-, NH4+, Mn2+, Fe2+, SO42-) que particulaire (oxy-hydroxydes de Mn, carbonates de Mn, oxydes de Fe réactif, soufre total, carbone organique et inorganique) ont permis d’identifier et de quantifier des séquences temporaires de réactions diagénétiques (nature et prédominance des réactions, flux, variations spatio-temporelles). Si le schéma classique de zonation rédox est bien respecté, de nouvelles réactions peuvent aussi se mettre en place et créer des voix métaboliques alternatives. Ces mécanismes mettent principalement en interaction les cycles benthiques des espèces azotées et des métaux (Mn et Fe) et peuvent contribuer à une production anoxique d’espèces oxydées (exemple des nitrates). Les sédiments détritiques du canyon de Capbreton ont permis plus particulièrement d’étudier l’évolution temporelle des réactions diagénétiques en milieu remanié. L’analyse de U, Mo, Cd, As et des terres rares révèle que la distribution des métaux en trace est intimement liée à la présence de phases diagénétiques majeures, telles que les sulfures et les oxydes de Mn et Fe. Les cycles benthiques de ces métaux en traces sont donc dépendants des conditions rédox, mais l’interprétation de leurs signaux sédimentaires, en terme d’enregistrement des conditions environnementales passées, requiert une grande attention.