Titre : Transferts et dynamique du carbone organique dans les lacs thermokarstiques dans un contexte de dégradation du pergélisol riche en glace en Yakoutie Centrale (Sibérie) et au sud-ouest du Yukon (Canada)
Résumé :
Le pergélisol couvre 20 8 25 % de la surface terrestre de L’hémisphère Nord, principalement dans l’Arctique et le Subarctique. L’augmentation de la moyenne des températures de ‘air depuis les années 1950 dans ces régions y est nettement plus élevée qu’a échelle mondiale, et les simulations climatiques prévoient un réchauffement continu dans le futur. En Yakoutie Centrale (Sibérie Orientale) et au sud-ouest du Yukon (Canada Occidental), le pergélisol contient une grande proportion de glace (50 4 90 % en volume). Le dégel du pergélisol riche en glace induit une subsidence abrupte appelée “thermokarst’, la formation de lacs dits “thermokarstiques”, ainsi que la modification des écoulements a travers la couche active. Le carbone organique, auparavant piégé dans le pergélisol, peut être transféré aux écosystèmes aquatiques. Sa transformation en gaz 4 effet de serre par I microbienne pourrait engendrer une rétroaction positive sur le climat.
Cette thèse de doctorat s’est focalisée sur l’étude de l’origine du carbone organique et sa dynamique dans les lacs thermokarstiques, pour mieux comprendre les transferts de matière organique issue du dégel du pergélisol sous forme dissoute et particulaire, ainsi que sa potentielle dégradation dans les lacs.
En Yakoutie Centrale et au sud-ouest du Yukon, j’ai étudié plusieurs types de lacs, des lacs thermokarstiques formés par le dégel du pergélisol depuis les années 1950 (lacs récents) et des lacs formés par thermokarst au début de ‘Holocène (lacs anciens), connectés ou non au réseau
hydrographique. Au sud-ouest du Yukon, le nombre et la surface des lacs récents augmente, en lien avec augmentation des températures de l’air depuis les années 1950 qui permet le dégel du pergélisol. La surface des lacs anciens évolue avec les changements pluriannuels dans les températures de I’air et les précipitations. Les lacs anciens connectés au réseau hydrographique sont moins sensibles aux variations climatiques.
Au sud-ouest du Yukon, j’ai démontré des transferts d’eau issue du pergélisol dans les lacs récents, et certains lacs anciens avec du thermokarst actif 4 proximité des berges. Le carbone organique dissous des lacs a une origine terrestre, il est donc transféré des berges, mais il ne montre pas d’âge ancien. Le carbone organique dissous ancien issu du pergélisol est donc peu transféré ou dégradé rapidement dans les lacs. Le carbone organique particulaire est autochtone, c’est-à-dire produit dans les lacs par la production primaire, dans les deux régions étudiées. En
Yakoutie Centrale, des concentrations très importantes de carbone organique dissous, d’âge ancien, sont mesurées dans les lacs récents et les lacs anciens modifiés par le thermokarst récent, indiquant que d‘importants transferts de carbone organique ancien, majoritairement sous forme
dissoute, sont provoqués par le dégel du pergélisol. Cette matière organique, montrant des caractéristiques de biolabilité importante, est partiellement dégradée en gaz a effet de serre. La fraction résiduelle de matière organique ancienne s‘accumule dans les lacs, et est sur-concentré par
les processus d’évaporation.
Ce travail contribue ainsi & une meilleure compréhension des transferts de matière organique ancienne et de sa dégradation dans les écosystèmes aquatiques, impactant la rétroaction pergélisol-climat. il permet de — souligner ‘importance de différencier les lacs selon leur origine et leur fonctionnement hydrologique, mais aussi importance de documenter les impacts de la dégradation du pergélisol dans les petits bassins versants avec des conditions climatiques et cryolithologiques variables.
