Geochemical and isotopic study (Sr, Ca, U- and Th-series) of siberian watersheds,Sources of dissolved chemical fluxes and characterization of soil-water-plant chemical exchanges

L'étude des flux chimiques et isotopiques (U, Sr) transportés par deux rivières sibériennes (Nizhnyaya Tunguska et Kochechum, affluents de la Ienisseï) a permis de mettre en évidence la prédominance successive de flux d'origines différentes au cours de l'année hydrologique. Durant l'hiver, le flux dissous transporté par la rivière est dominé par des apports d'eaux profondes trouvant leur source sous le permafrost, alors que durant le printemps et l'été un flux d'eau de surface contrôle le bilan des éléments chimiques. Ce dernier draine les horizons organiques superciels des sols au moment de la fonte des neiges puis des horizons minéraux plus profonds durant l'été et transporte un flux colloïdal qui joue un rôle majeur dans la mobilisation des éléments insolubles lors des périodes de crues. Finalement, les contributions relatives des eaux de surface et des eaux profondes au bilan des éléments dissous dans les rivières boréales apparaissent contrôlées par l'épaisseur du permafrost et par son caractère plus ou moins continu. D'autre part, la caractérisation chimique et isotopique (Sr, Ca) détaillée d'un sous-bassin de la Kochechum, le bassin versant de la Kulingdakan, a mis en évidence le rôle des apports atmosphériques à l'échelle du prol de sol et l'impact majeur du couvert végétal et de son extension dans la distribution des éléments chimiques dans les sols et dans leur évolution. Ces effets sont connfirmés par l'étude des nucléides des séries de désintégrations de l'238U et du 232Th qui indiquent également des modications récentes (< 10 ans) de la dynamique des couches de surface et un approfondissement de la couche active du pergélisol dans la région de la Kulingdakan.The study of chemical and isotopic (U, Sr) fluxes carried by two Siberian Rivers (Nizhnyaya Tunguska and Kochechum Rivers, two tributaries of Yenisey River) permit to characterize different element fluxes which predominate successively over the hydrological year. Deep underground waters are the main chemical contributors to large rivers during winter, while surface waters signicantly impact the budget of chemical elements during spring flood and summer periods. At the spring flood, the surface flux comes from the leaching of shallow organic soil levels and in summer it comes mainly from subsurface layers where the chemical flux is controlled by water-rock interactions within mineral soil. These surface fluxes carry a significant colloidal component that affects the mobilization of insoluble elements. Moreover, the high spatial resolution study of the Kochechum watershed suggests that the relative contributions of deep and surface fluxes strongly depends on the thickness and continuity of the permafrost under the watershed. The chemical and isotopic (Sr, Ca) characterization of the different compartments of a little subwatershed of the Kochechum watershed, the Kulingdakan watershed, highlighted the role of atmospheric inputs on isotopic compositions at the soil prole scale and the major impact of vegetation on chemical element distribution within soils and on soil evolution. These features are conrmed by the study of 238U and 232Th decay series that also reveal recent modications (< 10 years) of soil dynamics and an increase of the depth of the active layer of the permafrost in the Kulingdakan region