The source and fate of organic carbon in coastal sediments of the Beaufort Sea, Canadian Arctic, are examined. Despite the Mackenzie River's discharge to the coastal waters, sediments of the adjacent slope and Amundsen Gulf have a similar organic carbon content and CORG:N ratio to sediments of the continental margin. In contrast, the stable isotope composition of the organic carbon and nitrogen reveal striking differences: low δ13C and δ15N values are found in Beaufort Shelf sediments indicative of a terrigenous origin, whereas higher values, closer to the marine signature, are observed in the Amundsen Gulf sediments. On the Slope, the isotopic signatures are intermediate and may be interpreted as a mixture of terrigenous and marine organic matter. These results indicate that the terrigenous suspended matter carried by the Mackenzie River's plume and discharged to the Beaufort Sea does not spread to the Amundsen Gulf. Organic carbon that settles onto the seafloor fuels most early diagenetic reactions. The nature and amount that reaches the sediment determines the vertical zonation of redox reactions within the sediment. In turn, the vertical distribution of available oxidants can be used to infer the flux of organic carbon to the seafloor. The Mn and Fe oxide content of Gulf and Slope sediments are one order of magnitude larger than in Shelf sediments, indicating that the Mn and Fe cycles are maintained well below the sediment-water interface by low accumulation rates of organic carbon. Conversely, in margin sediments, high organic carbon accumulation rates bring the Mn and Fe cycles closer to the interface and allow their escape to the overlying waters. In strongly seasonal environments, organic carbon is typically delivered to the sediment in pulses. To simulate the influence of episodic organic carbon fluxes on the sediment chemistry, closed-jar incubation experiments were conducted using both Mn and Fe oxide-poor (Mackenzie Shelf) and -rich sediments (Amund / La source et le devenir du carbone organique sont examinés dans les sédiments côtiers de la mer de Beaufort dans l'Arctique Canadien. Malgré l'apport en sédiment de la rivière Mackenzie aux eaux côtières, les sédiments du talus continental et du Golfe d'Amundsen possèdent une concentration en carbone organique et un ratio CORG:N similaires à ceux de la marge continentale. À l'inverse, les compositions en isotope stable du carbone et de l'azote organique révèlent des différences frappantes: des faibles valeurs de δ13C et δ15N indiquant une origine terrigène sont trouvées dans les sédiments de la marge continentale, tandis que des valeurs élevées, plus proches d'une signature marine, sont observées dans les sédiments du Golfe d'Amundsen. Sur le talus continental, les signatures isotopiques sont intermédiaires et pourraient indiquer un mélange de matière organique terrigène et marine. Ces résultats indiquent que l'apport de sédiment de la rivière Mackenzie ne s'étend pas au golfe d'Amundsen. Le carbone organique qui sédimente sur le fond marin alimente la plupart des réactions diagénétiques. Sa nature et sa quantité déterminent la zonation verticale des réactions redox à l'intérieur du sédiment. Par conséquent, la distribution verticale des oxydants peut être utilisée pour déduire le flux de carbone organique sur le fond. Les concentrations en Mn et Fe des sédiments du Golfe et du talus sont un ordre de grandeur supérieure à celles des sédiments de la marge, indiquant que les cycles diagénétiques du Mn et Fe sont maintenus largement au-dessous de l'interface eau-sédiment par des faibles taux d'accumulation du carbone organique. En revanche, dans les sédiments de la marge, de forts taux d'accumulation sont responsables de la migration des cycles du Mn et Fe vers l'interface eau-sédiment et à leur diffusion vers les eaux surnageantes. Dans les environnements fortement saisonniers, le carbone organique est typique
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.21996 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Magen, Cédric |
| Contributors | Alfonso Mucci (Internal/Supervisor), Bjorn Sundby (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Earth and Planetary Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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