Titre : Apports de poussières au bassin amazonien : caractérisation géochimique, identification des sources et estimation des flux
Résumé :
Les poussières minérales désertiques constituent l’une des principales sources naturelles d’aérosols atmosphériques et jouent un rôle majeur dans le fonctionnement du système climatique et des cycles biogéochimiques. L’Afrique du Nord, notamment le Sahara et le Sahel, est la principale source mondiale de poussières minérales. Une part importante de ces particules est transportée sur plusieurs milliers de kilomètres au-dessus de l’océan Atlantique jusqu’en Amérique du Sud, où leur dépôt contribue à la fertilisation en nutriments des sols amazoniens. Toutefois, l’évolution du flux et de la composition des poussières ainsi que de la disponibilité des éléments associés au cours de ce transport reste encore peu documentée. Cette thèse vise à caractériser quantitativement et chimiquement l’évolution des poussières nord-africaines au cours de leur transport vers le bassin amazonien, à identifier leurs sources et à évaluer les apports potentiels de nutriments et les flux associés à ces épisodes, en tenant compte des autres particules transportées conjointement notamment les embruns marins, les particules issues de la combustion de biomasse et les aérosols anthropiques. Pour cela, une approche combinant observations in situ, caractérisation élémentaire, isotopique et minéralogique, ainsi que données satellitaires, réanalyses atmosphériques et modèles de transport a été développée. Le premier volet de cette thèse a consisté à développer et valider un protocole d’extraction sélective séquentielle permettant de distinguer différentes fractions des aérosols selon leur comportement géochimique : fraction soluble dans l’eau, fraction soluble dans l’acide et fraction résiduelle liée à la matrice silicatée. Ce protocole permet de déterminer la contribution de ces différentes phases à la composition élémentaire totale et d’isoler la fraction silicatée, afin d’en mesurer les signatures isotopiques Sr-Nd-Pb, utilisées pour déterminer la provenance des poussières. Le deuxième volet porte sur la caractérisation chimique et isotopique d’un épisode majeur de poussières observé en Guyane française en janvier-février 2024. L’évolution de la composition élémentaire, de la disponibilité des éléments et de la provenance des particules au cours d’un même épisode a été étudiée. Cette étude montre l’apport de nutriments par les poussières nord-africaines en Amazonie, dont la disponibilité est favorisée par les transformations chimiques subies au cours du transport transatlantique. Elle met également en évidence une origine principalement ouest-africaine et une composition globalement homogène au cours de l’événement. Enfin, le troisième volet examine l’évolution des poussières entre la côte nord-est de l’Amérique du Sud et l’Amazonie centrale. La caractérisation fine de ces poussières permet de suivre les transformations au cours de leur continentalisation, ainsi que de quantifier leur contribution potentielle aux apports atmosphériques de nutriment dans la forêt amazonienne. Les résultats montrent une composition chimique et un comportement globalement similaires entre les deux sites, tandis que l’estimation du flux de dépôt met en évidence une diminution importante des apports de poussières vers l’intérieur du bassin amazonien. Dans son ensemble, cette thèse apporte de nouvelles contraintes sur la composition, la provenance, l’évolution et la disponibilité des éléments associés aux poussières nord-africaines transportées au bassin amazonien. Elle propose également une estimation des flux de poussières associés aux épisodes étudiés, permettant de mieux quantifier les apports atmosphériques vers l’Amazonie.
