Étude de la chimie des carbonates le long d'un petit continuum rivière - océan côtier

RÉSUMÉ : Les échanges gazeux à l'interface air-eau sont dictés par la loi de Henry et la capacité de l'océan global comme puits de CO2 est maintenant bien documentée. Au contraire, les caractéristiques de puits ou de source nette de CO2 de l'océan côtier sont encore peu contraintes et sujettes à débats. L'océan côtier est un environnement dynamique quant à la production/consommation de carbone inorganique dissout (DIC pour dissolved inorganic carbon) et d'alcalinité totale (TA pour total alkalinity) qui influence à son tour la capacité tampon de pH ainsi que les échanges de CO2. L'objectif général de cette recherche consiste à suivre la distribution saisonnière des paramètres du système des carbonates le long d'un continuum rivière - océan côtier. Plus spécifiquement, le projet consiste à 1) déterminer si les apports latéraux issus d'une rivière et de son estuaire agissent comme puits ou source de CO2 à l'atmosphère, 2) déterminer si la décharge de la rivière augmente ou diminue la capacité tampon de pH des eaux côtières, et 3) construire un budget de carbone saisonnier le long du continuum rivière - océan côtier. La rivière Kamouraska, dans l'ouest du Bas-Saint-Laurent (Québec, Canada), a été sélectionnée comme un modèle d'un petit affluent de l'estuaire supérieur du Saint-Laurent. Les eaux de surface ont été prélevées le long du gradient de salinité, de la rivière à l'estuaire supérieur, et les paramètres du système des carbonates (pH, TA, DIC, pression partielle de CO2) ont été mesurés en mai, juillet, août et octobre 2022, lors de la saison libre de glace. Les flux de CO2 vers l'atmosphère varient entre 94 ± 68 et 958 ± 238 µmol m-2 h-1. La décharge de la rivière a un impact très local sur la capacité tampon de pH des eaux côtières du Saint-Laurent, avec un faible impact négatif au printemps et à l'été, puis un faible impact positif à l'automne. Au cours de sa décharge/son transit, les processus de production primaire et/ou métabolique dans l'estuaire de la rivière Kamouraska augmentent les concentrations de carbone inorganique dissout originalement transporté par la rivière. Les apports latéraux sont de 69,5 ± 1,6; 51,3 ± 1,0 et 71,4 ± 3,5 kg C h-1 durant les mois de juillet, août et octobre respectivement. Cette étude met en évidence la nécessité de quantifier des flux de carbone dans l'océan côtier, en mettant l'accent sur la connectivité continent-océan, et la saisonnalité des apports continentaux. -- Mot(s) clé(s) en français : Flux de CO2, Processus du carbone, Paramètres du système des carbonates, Décharge de rivière, Bilan carbone, Océan côtier. -- ABSTRACT : Gas exchange across the air-water interface is governed by Henry's law, and the capacity of the global ocean to uptake CO2 is now well documented. In contrast, the characteristics of the coastal ocean as a net sink or source of CO2 remain poorly constrained and are still debated. The coastal ocean is a dynamic environment regarding the production and consumption of dissolved inorganic carbon (DIC) and total alkalinity (TA), that, in turn, influences the pH buffering capacity and CO2 exchange. The general objective of this study is to monitor the seasonal distribution of carbonate system parameters along a river - coastal ocean continuum. More specifically, the objectives were to 1) determine whether lateral inputs from a river and its estuary function as a sink or source of CO2 to the atmosphere, 2) ascertain whether river discharge increases or decreases the pH buffering capacity of coastal waters, and 3) construct a seasonal carbon budget along the river - coastal ocean continuum. The Kamouraska River in the western Bas-Saint-Laurent (Quebec, Canada) region was chosen as a model for a small tributary of the Upper St. Lawrence Estuary (USLE). Surface waters were sampled along the salinity gradient from the river to the USLE, and carbonate system parameters (pH, TA, DIC, and partial pressure of CO2) were measured in May, July, August, and October 2022, during the ice-free season. CO2 fluxes to the atmosphere ranged from 94 ± 68 to 958 ± 238 µmol m-2 h-1. River discharge has a very local impact on the pH buffering capacity of the coastal waters of the USLE, showing a small negative effect in the spring and summer, followed by a small positive effect in the fall. During outflow, primary and/or metabolic production processes in the Kamouraska River Estuary increase the concentrations of DIC originally transported by the river. Lateral inputs were 69,5 ± 1,6; 51,3 ± 1,0 and 71,4 ± 3,5 kg C h-1 in July, August, and October, respectively. This study emphasizes the need for further estimates of carbon fluxes in the coastal ocean, particularly focusing on the continent-ocean connectivity and seasonality of the terrestrial inputs. -- Mot(s) clé(s) en anglais : CO2 fluxes, Carbon processes, Carbonate system parameters, River discharge, Carbon budget, Coastal Ocean.

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