Back to Search Start Over

Transient early diagenetic processes in Rhône prodelta sediments revealed in contrasting flood events

Authors :
Edouard Metzger
Eric Viollier
Bruno Deflandre
Christophe Rabouille
A. Thibault De Chanvalon
Lucie Pastor
Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-IPG PARIS-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Océan et Interfaces (OCEANIS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Angers (LPG-ANGERS)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG)
Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
U.Delaware
University of Delaware [Newark]
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC)
Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique - Bio-Indicateurs Actuels et Fossiles (LPG-BIAF)
Laboratoire de Planétologie et Géodynamique UMR6112 (LPG)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Continental Shelf Research, Continental Shelf Research, Elsevier, 2018, 166, pp.65-76. ⟨10.1016/j.csr.2018.07.005⟩, Continental Shelf Research, 2018, 166, pp.65-76. ⟨10.1016/j.csr.2018.07.005⟩, Continental Shelf Research (0278-4343) (Pergamon-elsevier Science Ltd), 2018-08, Vol. 166, P. 65-76
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

Floods carry sediments to river deltas and the coastal zone, but little is known about the geochemical evolution of this particulate material deposited over a short period of time. Here, we studied two recent contrasting flood deposits in the Rhone River prodelta area (northwestern Mediterranean Sea). We monitored the porewater and solid-phase chemistry over periods ranging from a few days to 6 months after deposition. Non-steady state diagenetic processes associated with episodic deposition promote a wide spectrum of transient redox conditions in the shallow prodelta region of the Rhone. Specific attributes of diagenetic responses depend on the sources of flood material and scale (thickness) of deposition. The first flood unit of 20–30 cm was composed of light gray mud, poor in organic carbon and rich in reactive manganese oxides. The short-term responses of early diagenetic processes contrasted with a rapid consumption of O2 and NO3- over a few hours just after the deposition event, accompanied by a slower build-up of Mn2+ concentration, and a lagged response in Fe2+ concentration over a few days or weeks. This difference was due to the redox capacity of the sediment, evolving from oxidized, during the flood layer deposition, to more reducing conditions, after a few days or weeks, allowing Fe2+ to build up and remain in solution. Sulfate reduction may have started within a few days within the flood deposit and was greatly enhanced just below the former redox front due to a fresh input of organic matter (OM). This large production of H2S probably led to the precipitation of sulfide minerals in close vicinity to the former redox front, limiting the accumulation of Fe2+ and H2S. The unit was sampled repeatedly three times during the six months following the flood event, and showed that manganese oxides were reduced at a rate of 1.8 mmol m−2 d−1, whereas the iron oxide concentration did not vary substantially. The second flood unit was composed of darker sediment, rich in organic carbon and reactive manganese oxides. The first step of OM degradation was enhanced within this dark deposit with a high release of dissolved organic carbon (DOC). A peak in Mn2+ concentration was also measured in association with the peak in reactive manganese oxides, also showing the rapid reduction of manganese after an input of fresh reactive oxides, and its potential increased release into the water column. Finally, a peak in nitrate concentration appeared in the sediment porewater within this anoxic organic/manganese-rich layer, likely resulting from the anaerobic oxidation of ammonium by manganese oxides.

Details

Language :
English
ISSN :
02784343 and 18736955
Database :
OpenAIRE
Journal :
Continental Shelf Research, Continental Shelf Research, Elsevier, 2018, 166, pp.65-76. ⟨10.1016/j.csr.2018.07.005⟩, Continental Shelf Research, 2018, 166, pp.65-76. ⟨10.1016/j.csr.2018.07.005⟩, Continental Shelf Research (0278-4343) (Pergamon-elsevier Science Ltd), 2018-08, Vol. 166, P. 65-76
Accession number :
edsair.doi.dedup.....587c1af1938f2a5847010b3dca23746e
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.csr.2018.07.005⟩