Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Soutenance de thèse de Marie-Aimée GALERON

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Marie-Aimée GALERON soutiendra sa thèse le mardi 20 septembre 2016 à 10h00, Amphithéâtre OCEANOMED, Bât 26M, 163 avenue de Luminy, 13009 Marseille,
sur le sujet suivant : Dégradation de la matière organique particulaire d’origine terrestre en sortie des fleuves Méditerranéens : processus, interactions et impacts globaux.

Résumé

La dégradation de la matière organique terrestre intrigue les scientifiques depuis des décennies. Si l’on a longtemps cru qu’elle était réfractaire à toute dégradation en mer, de par sa composition en lignine et son état de dégradation déjà avancé lors du transport fluvial, il a finalement été démontré que la signature en matière organique terrestre dans les sédiments côtiers était très faible.
Ces résultats ont mis en lumière une question fondamentale : les estimations des flux et réservoirs de carbone sont-elles fausses, ou bien la matière organique terrestre subit-elle une dégradation rapide et intense à son arrivée en mer ?

Des études récentes ont mis en évidence une dégradation abiotique intense dans l’estuaire du fleuve Mackenzie (Arctique Canadien). Afin de comprendre ces processus de dégradation, il est crucial d’étudier leur activité de manière globale, et d’essayer de déterminer si les mêmes mécanismes sont en jeu dans les zones plus tempérées du globe. La Mer Méditerranée et l’estuaire du Rhône ont été spécifiquement choisis pour cette étude, notamment car les condition climatiques dans la région divergent suffisamment de celles de l’Arctique Canadien pour causer des différences majeures de températures d’air et d’eau, mais également car les similitudes physiques entre les estuaires du Rhône et du Mackenzie les rendent particulièrement pertinents à comparer.

L’échantillonnage a été effectué à la fois dans le Rhône et dans son panache, le long du gradient de salinité. Grâce à un éventail de traceurs lipidiques mis en place dans le but de déterminer à la fois l’origine de la matière organique particulaire et les processus dégradatifs qu’elle a subi, les échantillons ont été analysés, puis comparés avec ceux obtenus dans les zones arctiques et tropicales. Les rôles de la photo-oxydation et de l’autoxydation lors du transport fluvial ont été mis en évidence : si la photo-oxidation est le processus principal de dégradation de la matière organique terrestre dans le fleuve Mackenzie, c’est l’autoxydation qui tient le rôle principal dans l’Amazone. Dans le Rhône, les deux processus n’ont qu’un impact modéré sur la matière en suspension fluviale, mais une autoxydation intense a néanmoins été observée dans son panache, tout comme dans le panache du Mackenzie.
Si nous avions d’abord avancé la désorption d’ions métalliques dans la zone de mélange comme cause de l’induction de processus autoxydatifs dans les estuaires, nous avons montré que cette désorption n’était en réalité pas significative le long du gradient de salinité lorsque les taux d’autoxydation atteignaient leur maximum.

Les analyses supplémentaires effectuées sur les échantillons collectés nous ont permis de formuler – et de confirmer – une nouvelle hypothèse. Une activité enzymatique lipoxygénase a pu être observée et quantifiée dans tous les échantillons étudiés, à des degrés d’activité différents dépendants des conditions locales. Calculée à l’aide du ratio molaire Σ acides cucurbiques /acide α-linolénique parent, cette activité est la plus forte dans le fleuve Mackenzie (0,26), suivi de l’Amazone (0,06) et du Rhône (2,1 × 10-5). Nous avons démontré que cette activité enzymatique était induite par les quantités variables d’hydropéroxydes - issus de la photo- ou de l’autoxydation - présents dans la matière en suspension, plus élevées aux hautes et basses latitudes. Dans la Méditerranée, où la matière en suspension fluviale n’est pas particulièrement riche en hydropéroxydes, c’est le stress halin subi par la matière organique particulaire à son arrivée en mer qui induit l’activité lipoxygénase.

Mots-clés : Matière organique terrestre ; Méditerranée ; Fleuves ; Rhône, Dégradation