La relation entre l'hypoxie et le cycle du soufre sédimentaire: Le cas du St-Laurent

L’hypoxie persistante dans le Saint-Laurent est une préoccupation croissante pour le fonctionnement des écosystèmes marins. Notamment, l’impact sur la faune benthique et pélagique a des répercussions économiques et sociétales sur la répartition et l’abondance des espèces commerciales de pêche et de tourisme. En été 2021, la concentration d’oxygène mesurée dans le Saint-Laurent était aussi basse que 34 µmol/L et elle semble en déclin rapide d’année en année. Alors qu’une grande partie de la discussion de l’hypoxie du Saint-Laurent est centrée sur la macrofaune benthique, la biogéochimie des sédiments est aussi affectée et subit de profonds changements qui vont eux aussi se répercuter sur la colonne d’eau et vont influencer l’échange de nutriments, de métaux toxiques ainsi que le flux de carbone. Malgré le lien important entre les sédiments et la colonne d’eau et la santé de nos écosystèmes, des questions fondamentales demeurent sans réponse concernant le rôle des sédiments dans l’hypoxie, notamment sur le rôle joué par le cycle du soufre sédimentaire. Ce manque de connaissances entrave notre capacité à créer un lier directe entre les processus sédimentaires et ceux de la colonne d’eau. Dans le contexte du Saint-Laurent, une meilleure compréhension du cycle du soufre peut permettre d’isoler les causes de l’hypoxie. Les deux objectifs de cette proposition sont (1) Déterminer comment la tendance récente de l’hypoxie persistante a influencé la biogéochimie des sédiments du Saint-Laurent en retraçant les variations du cycle du soufre. (2) Développer une meilleure technique pour mesurer l’oxydation des sulfures – donc, une méthode quantitative pour mesurer la réduction simultanée des sulfates et l’oxydation des sulfures dans les sédiments marins. Pour (1), J’émet l’hypothèse que le cycle du soufre dans le fond marin du Saint-Laurent a été affecté et conserve la signature d’une hypoxie progressive et persistante. Étant donné que l’hypoxie dans le Saint-Laurent est principalement due au déplacement des courants océaniques plutôt qu’à l’eutrophisation, notre étude permettrait de séparer les effets de l’hypoxie des effets de l’eutrophisation. Ceci offrirait un moyen de mieux prévoir comment les changements climatiques influencent les concentrations d’oxygène. Pour (2), sur la base de travaux antérieurs que j’ai effectué dans le passé avec des collègues, je propose développer une nouvelle technique pour quantifier l’oxydation des sulfures dans les sédiments marins qui est plus facile et précise que les autres méthodes disponibles. Ceci nous permettra de mieux quantifier l’interaction entre l’oxydation des sulfures et la consommation d’oxygène dans les sédiments marins. Le projet que je propose aura des campagnes d’échantillonnage ambitieuses et compte trois PHQ qui vont travailler à l’atteinte des objectifs. Le projet est conçu avec à la fois avec un objectif sûr qui garanti des résultats novateurs et un objectif à risque et gain élevé qui pourraient potentiellement révolutionner notre compréhension de l’hypoxie dans le Saint-Laurent et aussi celui d’autres systèmes marins côtiers du monde.