Spatial and temporal analysis of the sedimentary record of 238U and 232Th series in seven major French rivers: the role of geology and NORM occurrence
Rivers constitute the receptacle for solid particles and associated contaminants originating from soil erosion and leaching. A wide range of particle reactive contaminants follows the transferring road towards the marine environment and part of them accumulate temporary or definitively within sediment repositories. Well preserved sedimentary riverine deposits provide unique tool to reconstruct current and historical contamination events at the river catchment scale. In France, the total catchment area of seven major rivers covers 78 % of the metropolitan territory and displays differences in geology and basin history. Although sedimentary archives have been investigated in major French rivers for common stable trace metals and organic pollutants (e.g., Desmet et al., 2012; Dendievel et al. 2022), there is a lack of knowledge regarding the spatial and temporal distribution of naturally occurring radionuclides from 238U and 232Th series. This study examines the distribution of these radionuclides in sedimentary archives collected from seven major rivers of France (Figure 1): the Garonne, Loire, Meuse, Moselle, Rhin, Rhone and Seine rivers. The role of geology was assessed based on the spatial analysis of the mapped U distribution of soils in France (Ielsch et al. 2017). The occurrence of naturally occurring radioactive material (NORM) was estimated through the temporal analysis of radionuclide content coupled to the economic history of river basin, and the radioactive disequilibrium between radionuclides from 238U and 232Th series. Sediment cores were collected in 2020, 2021 and 2022, with a total core length varying from 82 to 419 cm. A total of 308 sediment samples was analyzed for gamma-emitter radionuclides by gamma spectrometry and for stable trace elements by ICP-MS after a digestion step. Based on 210Pb and 137Cs radioactive methods, the sediment cores were dated in a parallel study (Eyrolle et al., under review). The sediment of the seven French rivers displayed different U content (Figure 2): the median value of U content varying from 1.4 to 4.9 ppm for the Seine and Loire rivers, respectively. This difference was attributed to the difference in catchment geological settings: the Seine river mainly drains sedimentary deposits while the Loire catchment largely spreads over metamorphic rocks. A positive relationship was highlighted by the plot of median U content in riverine sediment according to the mapped U stock in the soils of the catchment, reflecting the role of geological heterogeneity. An excess of radioelement (U, Th, Ra) was searched in the Loire archive as the Loire basin concentrated most of the former uranium mining sites, but no evidence of contamination was provided. However, a radioactive anomaly in 230Th was detected in sediment deposited in the early 1960s but no explanation could be given. In the Moselle basin, the concomitant increase of U content with other trace metals (Cr, Pb) in the period 1950 – 1980 was attributed to past steel industry activities. Based on U and Th contents in sediment, this study also provides new baselines at the scale of French river catchment that were discussed considering other guideline values (crustal rocks, FOREGS).
(24/11/2024)
IRSN/PSE-ENV/SPDR/LT2S, IRSN/PSE-ENV/SPDR, IRSN, ENTPE, LEHNA, UCBL, ENTPE, CNRS, IRSN/PSE-ENV/SAME/LMRE, IRSN/PSE-ENV/SAME, IRSN, LEM, INPL, CNRS, LIEC, INSU - CNRS, UL, CNRS, LTSER-ZAM, UL, CNRS, RZA, INEE-CNRS, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IRSN/PSE-ENV/SERPEN/BERAD, IRSN/PSE-ENV/SERPEN, IRSN, IRSN/PSE-ENV/STAAR/LRTA, IRSN/PSE-ENV/STAAR, IRSN
Spatial and temporal analysis of the sedimentary record of 238U and 232Th series in seven major French rivers: the role of geology and NORM occurrence
Rivers constitute the receptacle for solid particles and associated contaminants originating from soil erosion and leaching. A wide range of particle reactive contaminants follows the transferring road towards the marine environment and part of them accumulate temporary or definitively within sediment repositories. Well preserved sedimentary riverine deposits provide unique tool to reconstruct current and historical contamination events at the river catchment scale. In France, the total catchment area of seven major rivers covers 78 % of the metropolitan territory and displays differences in geology and basin history. Although sedimentary archives have been investigated in major French rivers for common stable trace metals and organic pollutants (e.g., Desmet et al., 2012; Dendievel et al. 2022), there is a lack of knowledge regarding the spatial and temporal distribution of naturally occurring radionuclides from 238U and 232Th series. This study examines the distribution of these radionuclides in sedimentary archives collected from seven major rivers of France (Figure 1a): the Garonne, Loire, Meuse, Moselle, Rhin, Rhone and Seine rivers. The role of geology was assessed based on the spatial analysis of the mapped U distribution of soils in France (Ielsch et al. 2017). The occurrence of naturally occurring radioactive material (NORM) was estimated through the temporal analysis of radionuclide content coupled to the economic history of river basin, and the radioactive disequilibrium between radionuclides from 238U and 232Th series. Sediment cores were collected in 2020, 2021 and 2022, with a total core length varying from 82 to 419 cm. A total of 308 sediment samples was analyzed for gamma-emitter radionuclides by gamma spectrometry and for stable trace elements by ICP-MS after a digestion step. Based on 210Pb and 137Cs radioactive methods, the sediment cores were dated in a parallel study (Eyrolle et al., under review). The sediment of the seven French rivers displayed different U content (Figure 1b): the median value of U content varying from 1.4 to 4.9 ppm for the Seine and Loire rivers, respectively. This difference was attributed to the difference in catchment geological settings: the Seine river mainly drains sedimentary deposits while the Loire catchment largely spreads over metamorphic rocks. A positive relationship was highlighted by the plot of median U content in riverine sediment according to the mapped U stock in the soils of the catchment, reflecting the role of geological heterogeneity. An excess of radioelement (U, Th, Ra) was searched in the Loire archive as the Loire basin concentrated most of the former uranium mining sites, but no evidence of contamination was provided. However, a radioactive anomaly in 230Th was detected in sediment deposited in the early 1960s but no explanation could be given. In the Moselle basin, the concomitant increase of U content with other trace metals (Cr, Pb) in the period 1950 – 1980 was attributed to past steel industry activities. Based on U and Th contents in sediment, this study also provides new baselines at the scale of French river catchment that were discussed considering other guideline values (crustal rocks, FOREGS).
(24/11/2024)
IRSN/PSE-ENV/SPDR/LT2S, IRSN/PSE-ENV/SPDR, IRSN, EVS, ENS de Lyon, Mines Saint-Étienne MSE, IMT, UL2, UJML, INSA Lyon, INSA, UJM, ENTPE, ENSAL, CNRS, ALLHiS, UJM, IRSN/PSE-ENV/SAME/LMRE, IRSN/PSE-ENV/SAME, IRSN, LIEC, INSU - CNRS, UL, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IRSN/PSE-ENV/SERPEN/BERAD, IRSN/PSE-ENV/SERPEN, IRSN, IRSN/PSE-ENV/STAAR/LRTA, IRSN/PSE-ENV/STAAR, IRSN
Formation mechanism of H2SO4 and its role in the NPF events observed in in a sub-urban temperate forest
(20/11/2024)
LPC2E, INSU - CNRS, UO, CNRS, CNES, LISA (UMR_7583), INSU - CNRS, UPEC UP12, CNRS, UPCité, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EPOC, USD, CERI EE - IMT Nord Europe, IMT Nord Europe, IMT, CNRM, INSU - CNRS, CNRS, Comue de Toulouse
Evolution long-terme des communautés planctoniques autotrophes dans les écosystèmes côtiers : tendances pluriannuelles
Bien que les écosystèmes côtiers ne représentent que 8,5 % de la surface totale des océans, ils contribuent pour près de 60 % de la valeur économique générée. Une partie des services rendus par ces écosystèmes dépend de la structure du réseau trophique planctonique. La diversité taxonomique et morphologique de ce compartiment et sa sensibilité aux conditions environnementales lui permettent d’évoluer rapidement face aux fluctuations générées par les changements globaux. Les modifications long-terme des conditions environnementales ont des effets sur la structure, la phénologie et la biogéographie de ces communautés et donc sur le fonctionnement des écosystèmes. Cette étude s’inscrit dans le cadre d’un travail de thèse dont l’objectif principal est d’étudier ces modifications pour l’ensemble des communautés phytoplanctoniques (du pico- au micro-phytoplancton) du littoral français en lien avec des facteurs abiotiques. Elle s’appuie sur le réseau des Parcs Naturels Marins (PNM), une catégorie d’aires marines protégées réparties sur le littoral français, afin de préfigurer un observatoire du changement climatique. Ce travail mobilisera les données acquises par les Services Nationaux d’Observation (SNO) et de surveillance SOMLIT, PHYTOBS et le réseau REPHY. Dans le cadre de ce colloque, les tendances long-terme des communautés phytoplanctoniques et des facteurs environnementaux, calculées à partir de Modèles Linéaires Dynamiques (DLM), seront présentées pour le site Teychan/Tès du Bassin d’Arcachon. Ces premiers résultats obtenus pour le Bassin d’Arcachon serviront de base méthodologique pour être appliqués à l’ensemble des autres sites étudiés afin de dresser les trajectoires écologiques des différentes façades maritimes et faire une intercomparaison multi-sites.
(20/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, OFB Service EcoAqua, OFB - DRAS, OFB, UNICAEN, NU, CREC, UNICAEN, NU
Typologie des sols de la bande forestière littorale et caractérisation de leurs fonctionnalités pédologiques - Catalogue des fosses pédologiques
(12/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, Bordeaux Sciences Agro
Sharp decline in surface water resources for agriculture and fisheries in the Lower Mekong Basin over 2000-2020
not well known. We used a multi-satellite approach to quantify the surface water storage variations over the 2000-2020 period and relate these variations to climate-induced and anthropogenic factors over the whole basin. Our results highlight that dam operations have strongly modified the water regime of the Mekong River, exhibiting a 55 % decrease in the seasonal cycle amplitude of inundation extent (from 3178 km 2 to 1414 km 2 ) and a 70 % decrease in surface water volume (from 1109 km 3 to 327 km 3 ) over 2000-2020. In the floodplains of the Lower Mekong Basin, where rice is cultivated, there has been a decline in water residence time by 30 to 50 days. The recent commissioning of big dams (2010 and 2014) has allowed us to choose 2015 as a turning point year. Results show a trend inversion in rice production, from a rise of 40 % between 2000 and 2014 to a decline of 10 % between 2015 and 2020, and a strong reduction in aquaculture growth, from +730 % between 2000 and 2014, to +53 % between 2015 and 2020. All these results show the negative impact of dams on the Mekong basin, causing a 70 % decline in surface water volumes, with major repercussions for agriculture and fisheries over the period 2000-2020. Therefore, new future projects such as the Funan Techo canal in Cambodia, scheduled to start construction at the end of 2024, will particularly affect 1300 km 2 of floodplains in the lower Mekong basin, with a reduction in the amount of water received, and other areas will be subjected to flooding. The human, material and economic damage could be catastrophic.
(Science of the Total Environment. vol. 950, n° 0048-9697, pp. 175259, 10/11/2024)
UMR ISPA, Bordeaux Sciences Agro, INRAE, GET, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, LEGOS, IRD, UT3, Comue de Toulouse, INSU - CNRS, CNES, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LOG, INSU - CNRS, ULCO, CNRS, IRD [Ile-de-France], VAST, LERMA, ENS-PSL, PSL, INSU - CNRS, CNRS, PSL, SU, CNRS, CY, UTokyo, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA
Incendies et variabilité climatique à l'échelle (sub)millénaire et orbitale : dynamique des paléofeux « globaux » et dans les régions subtropicales
Le réchauffement climatique pourrait entraîner une augmentation des incendies à l’échelle mondiale et dans les régions subtropicales soumises à de fortes sécheresses. Les feux peuvent également amplifier ou réduire le changement climatique initial par des rétroactions. En vue d’améliorer ces prévisions de l’activité future des feux et des risques qui y sont liés, un des défis de la recherche sur les changements climatiques globaux est d’identifier quand, comment et pourquoi l’activité des incendies évolue en réponse à la variabilité climatique passée à l’échelle (sub)millénaire et orbitale. Pour cela, j'étudie la dynamique passée du régime des feux, à l’échelle globale en analysant les traceurs « feu » compilés dans la base de données du Global Paleofire Working Group et à l’échelle régionale en utilisant les microcharbons préservés dans des archives sédimentaires marines. L'objectif est de développer un modèle prédictif des feux pour le passé applicable pour les projections de la dynamique future des incendies. Cette recherche vise à améliorer la compréhension des rétroactions des feux sur le climat et à aider les responsables dans la gestion des incendies.
(08/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Dynamics of “trematode – edible cockle (Cerastoderma edule)” parasite – host systems in three coastal ecosystems along a North-Eastern Atlantic gradient
This study explores the dynamics of trematode infections in the edible cockle, Cerastoderma edule, across three diverse coastal ecosystems in the Northeast Atlantic: the Arcachon Bay in France, and the Merja Zerga and Oualidia lagoons in Morocco. Over a period of two years, the research focused on the infection patterns of four dominant trematode species: Himasthla quissetensis, H. interrupta, Curtuteria arguinae, and Gymnophallus minutus. The correlation between parasite abundance and three key parameters was evaluated: mean sea temperature, seasonal variations, and individual cockle biomass. The findings reveal distinct infection patterns for the four trematode parasites across the coastal ecosystems, with significant infection variations typically occurring between 17 and 22°C. In nearly all cases, infection was correlated with the individual biomass of the host, i.e. its age. The results indicate clear seasonal infection patterns influenced by mean sea temperature, highlighting its critical but insufficient role in explaining infection patterns. The study suggests that temperature acts as an "on/off" factor in infection, with infection intensity depending on other habitat-specific factors. Additionally, it uncovers a nuanced interplay between various environmental parameters, demonstrating that no single factor can predict the parasitic dynamics in these marine organisms conclusively.
(Biologia, n° 0006-3088, 08/11/2024)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Réponse de la végétation méditerranéenne aux cycles climatiques millénaires d’après un nouvel enregistrement pollinique marin du golfe du Lion
Les archives polliniques provenant de la marge de l'Europe occidentale indiquent que la végétation régionale oscillait entre forêt et steppe au cours de la dernière période glaciaire en réponse à la variabilité climatique multi-centennale, en particulier les cycles de Dansgaard-Oeschger (D-O) et les événements de Heinrich (HE). Cependant, la dynamique de la végétation dans le nord-ouest de la région méditerranéenne pendant cette période reste mal comprise, en raison de la nature fragmentaire des séquences disponibles. Dans cette étude, nous présentons un nouvel enregistrement pollinique marin, provenant du golfe du Lion (MD99-2343, 40°29'N, 4°01'E), documentant la réponse de la végétation du nord-ouest de la Méditerranée pendant les stades isotopiques marins (MIS) 4 à 2 (~73 – 14 kyrs). Les premiers résultats révèlent que l’expansion forestière, colonisant les vallées du Rhône et de l'Èbre, en réponse aux cycles de D-Os, est modulée par la précession, comme précédemment observé dans les enregistrements polliniques situés au sud de 40°N sur la marge de l'Europe occidentale. Dans ces régions, les HEs sont généralement associés à une expansion des steppes. Cependant, l’enregistrement de la carotte MD99-2343 met en évidence un scénario différent, où les couvertures forestières ouvertes dominent pendant les HE 6 et 2. Nous proposons que des processus atmosphériques et marins locaux spécifiques, corrélés à la quantité d’eau douce dans le golfe du Lion, ont favorisé le développement d’une forêt tempérée dans cette région pendant les événements HE 6 et 2. Ces résultats soulèvent de nouvelles questions quant à la complexité des interactions climatiques et environnementales dans le nord-ouest de la Méditerranée durant les périodes glaciaires.
(06/11/2024)
UB, UBM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EPHE, PSL
Réponse de la végétation méditerranéenne aux cycles climatiques millénaires d’après un nouvel enregistrement pollinique marin du golfe du Lion
Les archives polliniques provenant de la marge de l'Europe occidentale indiquent que la végétation régionale oscillait entre forêt et steppe au cours de la dernière période glaciaire en réponse à la variabilité climatique multi-centennale, en particulier les cycles de Dansgaard-Oeschger (D-O) et les événements de Heinrich (HE). Cependant, la dynamique de la végétation dans le nord-ouest de la région méditerranéenne pendant cette période reste mal comprise, en raison de la nature fragmentaire des séquences disponibles. Dans cette étude, nous présentons un nouvel enregistrement pollinique marin, provenant du golfe du Lion (MD99-2343, 40°29'N, 4°01'E), documentant la réponse de la végétation du nord-ouest de la Méditerranée pendant les stades isotopiques marins (MIS) 4 à 2 (~73 – 14 kyrs). Les premiers résultats révèlent que l’expansion forestière, colonisant les vallées du Rhône et de l'Èbre, en réponse aux cycles de D-Os, est modulée par la précession, comme précédemment observé dans les enregistrements polliniques situés au sud de 40°N sur la marge de l'Europe occidentale. Dans ces régions, les HEs sont généralement associés à une expansion des steppes. Cependant, l’enregistrement de la carotte MD99-2343 met en évidence un scénario différent, où les couvertures forestières ouvertes dominent pendant les HE 6 et 2. Nous proposons que des processus atmosphériques et marins locaux spécifiques, corrélés à la quantité d’eau douce dans le golfe du Lion, ont favorisé le développement d’une forêt tempérée dans cette région pendant les événements HE 6 et 2. Ces résultats soulèvent de nouvelles questions quant à la complexité des interactions climatiques et environnementales dans le nord-ouest de la Méditerranée durant les périodes glaciaires.
(05/11/2024)
UB, UBM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, EPHE, PSL