Dynamique du méthane et de l'oxyde nitreux dans les eaux de la mer de Kara, Arctique Est

Abstract

Nous rapportons des concentrations en méthane (CH4) et en oxyde nitreux (N2O) pour l'ensemble de la colonne d'eau en mer de Kara, mesurés à partir d'échantillons collectés, lors de l'expédition Arctic Century durant l'été 2021. Les concentrations en CH4 et en N2O mesurées varient respectivement de 2 à 26 nmol/l et de 11 à 26 nmol/l. La saturation en CH4 varie de 145 à 200% tandis que pour le N2O elle varie de 79% à 112%. Les principales sources de CH4 semblent être la production biogénique et les apports de rivières, et ce malgré la présence d'une multitude d'autres sources potentielles de CH4 : réservoirs géologiques, permafrost sous-marin, hydrates de CH4 et structures pingo sous-marines. L'oxydation microbienne constitue le puits principal pour le CH4. Les processus de dénitrification et de nitrification semblent être les principales sources de N2O en mer de Kara. La dilution par des eaux appauvries en N2O et la consommation biologique sont les principaux puits pour ce gaz. Les processus liés à la glace de mer semblent aussi jouer un rôle dans la dynamique de ces deux gaz en mer de Kara.

We report methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) concentrations for the entire water column in the Kara Sea, measured from samples collected during the Arctic Century expedition in summer 2021. The measured CH4 and N2O concentrations range from 2 to 26 nmol/l and 11 to 26 nmol/l respectively. The saturation of CH4 varies from 145 to 200% while for N2O it varies from 79% to 112%. The main sources of CH4 seem to be biogenic production and river inputs, despite the presence multiple other potential sources of CH4: geological reservoirs, submarine permafrost, CH4 hydrates and submarine pingo structures. Microbial oxidation is the main sink for CH4. Denitrification and nitrification processes appear to be the sources of N2O in the Kara Sea. Dilution by N2O-depleted waters and biological consumption are the main sinks for this gas. Sea ice processes also appear to play a role in the dynamics of these two gases in the Kara Sea.