Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

La mer du Labrador et le golfe du Saint-Laurent sont situés à proximité des centres de formation et de déclin des calottes laurentienne et groenlandaise. En comparaison avec l'Holocène, des conditions froides et des apports élevés de l'eau de fonte dans ces régions, lors des périodes de glaciation-déglaciation, ont eu des impacts importants sur la productivité primaire, les taux d'enfouissement du carbone organique/inorganique, ainsi que sur les apports de matière organique (MO) allochtone. Cette étude fut entreprise afin de déterminer les différences spatiales et temporelles (depuis le dernier maximum glaciaire) de la productivité primaire, des taux d'enfouissement de l'azote et du carbone, des sources de la MO ainsi que des taux de pertes diagénétiques de la MO azotée. Les compositions des isotopes stables du carbone organique et de l'azote, les concentrations en carbone organique, azote et CaCO3, et les acides aminés totalement hydrolysables (AATH) de la MO sédimentaire du golfe du Saint-Laurent et de la mer du Labrador ont été analysées pour répondre à ces objectifs. Les échantillons provenant du talus continental de Nouvelle Ecosse et du golfe du Saint-Laurent ont été recueillis lors des missions CSS-Hudson 90-028 et 90-031, tandis que ceux provenant de la mer du Labrador ont été recueillis lors des missions HU-90-013 et HU-90-045.

Au large du golfe du Saint-Laurent, les compositions des isotopes stables du carbone organique et de l'azote et les rapports C/N indiquent que la MO récente est principalement d'origine marine. Des rapports C/N légèrement supérieurs à 10 suggèrent toutefois une évolution diagénétique avec une perte préférentielle des composés azotés par rapport aux hydrates de carbone.

Dans la mer du Labrador, entre 1130 et 3000m de profondeur, les sédiments holocènes sont représentés par une mince couche résultant d'une sédimentation minimale et/ou du vannage dû au puissant sous-courant côtier de l'ouest (Western Boundary Undercurrent; WUBC)". À ces profondeurs, les compositions des isotopes stables du carbone organique et de l'azote ainsi que les rapports C/N indiquent que la MO d'origine marine est restreinte aux 5 à 10 cm de sédiment de surface, c'est à dire à la partie holocène du sédiment. Au dessous, les sédiments du Pléistocène supérieur sont caractérisés par des valeurs Ô15N et 5I3C très faibles et des rapports C/N élevés. La diminution des teneurs en isotopes lourds dans les carottes sédimentaires pourrait refléter (i) des effets diagénétiques, (ii) des différences de productivité primaire entre le Pléistocène supérieur et L?Holocène, ou (iii) des changements dans la proportion relative de MO terrestre vs marine. Des apports relatifs relativement élevés de MO terrestre au cours du Pléistocène supérieur semblent constituer le mécanisme principal. Le transport de matériel allochtone des courants de turbidité, des décharges d'iceberg et des panaches d'eau de fonte sont les processus majeurs impliqués.

Dans les sédiments du dernier glaciaire de la mer du Labrador, les épisodes de délestage sédimentaire intense par les icebergs ("Heinrich events": H0, Hl, H2 et H3) sont caractérisés par de faibles valeurs 5 et de faibles concentrations en carbone organique et en azote, indiquant des apports relatifs élevés de MO terrestre et une productivité primaire réduite pendant ces intervalles. Aux environs de 8.5-7.5 14C ka, un phénomène similaire est observé, probablement en réponse à une étape finale de désintégration de la calotte laurentienne.

Un contenu minimal assez uniforme (-0.2 à 0.4 %) de MO hautement réfractaire est observé dans la majorité des carottes et représente probablement du matériel remanié provenant de dépôts marins plus anciens et/ou d'origine terrestre. Les vitesses de sédimentation sensiblement plus élevées des périodes glaciaires-tardiglaciaire s'accompagnent de taux plus élevés d'enfouissement de la MO par comparaison avec l'Holocène. Toutefois, dans l'ensemble, les taux d'enfouissement de la MO sont plus élevés sur le talus de Nouvelle Ecosse que dans la mer du Labrador. Ceci suggère que les marges continentales constituent des dépôts-centres majeurs de MO. Les taux d'enfouissement estimés diminuent avec la profondeur dans le golfe du Saint-Laurent et au large. Dans la mer du Labrador, la "focalisation" des sédiments est responsable de flux de MO plus élevés dans la partie centrale du bassin que sur les talus environnants.

Dans le golfe du Saint-Laurent, la glycine, l'acide aspartique et l'acide glutamique constituent au minimum 50% des AATH. Dans quelques sites, des diminutions en AATH, dues l'altération diagénétique de la MO, sont observées dans les carottes. Dans d'autres sites, des variations dans l'apport de MO pourraient conduire à d'apparentes augmentations en AATH, mais un ratio AATH/TN (pourcentage d'azote représenté par les acides aminés par rapport à l'azote total) de moins de 38% indique tout de même une certaine altération diagénétique de la MO.